大连化物所JACS：单原子次级配位球以外的结构对电催化的影响！
学术
2025-01-02 20:21
上海
电催化讨论群-1：529627044
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虽然单原子催化剂的微环境对催化活性具有显著的影响作用，但是目前人们对于局部配位还是次级配位结构的影响并不清楚。有鉴于此，中国科学院大连化物所章福祥研究员等报道通过一系列具有确定结构和次级配位调控的MOF作为SAC模型单原子催化剂，研究长程结构对硝酸盐电催化合成氨反应性能的影响作用，合成的MOF是Cu12-NDI-X（X=NMe2, H, F）。要点1. 首次通过实验验证了调节距离超过次级配位球的官能团能够影响电催化合成氨的性能。修饰H的Cu12-NND-H的合成氨产率达到35.1 mg h-1 mgcat-1，法拉第效率达到98.7 %，比-NMe2、-F取代基的性能更好，而且在100 mA cm-2电流密度具有良好的稳定性。要点2. 调控比次级配位球距离更远的位点能够调控Cu催化位点的d能带中心，促进吸附NO3-和关键中间体的质子化。要点3. 由于具有优异的合成氨产量，Cu12-NND-H作为电极构筑的可充电Zn-硝酸盐电池达到34.0 mW cm-2的印象深刻的功率密度，展示了这种策略对于能源转换和能源存储领域的应用前景。Qinglin Li, Lin Luo, Xiangyang Guo, Rong Wang, Jinfeng Liu, Wenjun Fan, Zhaochi Feng, and Fuxiang Zhang*, Modulation of the Second-Beyond Coordination Structure in Single-Atom Electrocatalysts for Confirmed Promotion of Ammonia Synthesis, J. Am. Chem. Soc. 2024DOI: 10.1021/jacs.4c14498https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c14498
