Optimizing *OOH Binding on Enamine‑Carbon Sites in Heterostructures for Superior 2e − Oxygen Reduction
Rattachement africain : cn, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
ABSTRACT Identifying and tuning the genuine active sites in covalent organic frameworks (COFs) is crucial for steering the oxygen reduction reaction (ORR) toward the two‐electron (2e − ) pathway to hydrogen peroxide (H 2 O 2 ). Here, we report a systematic investigation of four isostructural COFs with pendant groups of diverse electronic nature (‐H, ‐SO 3 H, ‐COOH, ‐NH 2 ), grown as uniform shells on carbon nanotubes (CNTs). Mechanistic analyses pinpoint the β‑ketoenamine‑linked carbon atom as the universal active center across all functionalized frameworks. The strongly electron‑withdrawing ‐SO 3 H moiety is found to optimally polarize this site, yielding a near‑ideal *OOH adsorption free energy that maximizes the 2e − selectivity. The resulting COF‐SO 3 H@CNT heterostructure delivers an outstanding H 2 O 2 selectivity of 97.0% in 0.1 M KOH, together with a Faradaic efficiency of 89.2% and a stable production rate of 345 mmol g cat −1 h −1 at 10 mA cm −2 in an H‑cell. Operando Raman spectroscopy directly captures the potential‑dependent emergence of the *OOH intermediate on the ‐SO 3 H‑modified framework, while the electron‑donating ‐NH 2 group delays this signal and promotes the competing 4e − route. This work uncovers the role of substituent electronic effects in ORR branching and provides a blueprint for metal‐free COF electrocatalyst design through local electronic modulation of carbon active sites.
Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.
Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé, mais le titre doit être comparé manuellement.
- Titre Crossref
- Optimizing *OOH Binding on Enamine‑Carbon Sites in Heterostructures for Superior 2e <sup>−</sup> Oxygen Reduction
- Date Crossref
- 13/07/2026
- Éditeur
- Wiley
- Type
- journal-article
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Les institutions déclarées
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