Supramolecular Enhancement of Electrochemical Nitrate Reduction Catalyzed by Cobalt Porphyrin Organic Cages for Ammonia Electrosynthesis in Water
Notice bibliographique
Résumé
The electrochemical nitrate (NO3ˉ) reduction reaction (NO3RR) to ammonia (NH3) represents a sustainable approach for denitrification to balance global nitrogen cycles and an alternative to traditional thermal Haber-Bosch processes. Here, we present a supramolecular strategy for promoting NH3 production in water from NO3RR by integrating two-dimensional (2D) molecular cobalt porphyrin (CoTPP) units into a three-dimensional (3D) porous organic cage architecture. The porphyrin box CoPB-C8 enhances electrochemical active site exposure, facilitates substrate-catalyst interactions, and improves catalyst stability, leading to turnover numbers and frequencies for NH3 production exceeding 200,000 and 56 s-1, respectively. These values represent a 15-fold increase in NO3RR activity and 200-mV improvement in overpotential for the 3D CoPB-C8 box structure compared to its 2D CoTPP counterpart. Synthetic tuning of peripheral alkyl substituents highlights the importance of supramolecular porosity and cavity size on electrochemical NO3RR activity. These findings establish the incorporation of 2D molecular units into 3D confined space microenvironments as an effective supramolecular design strategy for enhancing electrocatalysis.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».