Porphyrin Aggregation under Homogeneous Conditions Inhibits Electrocatalysis: A Case Study on CO <sub>2</sub> Reduction
Notice bibliographique
Résumé
High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Metalloporphyrins are widely used as homogeneous electrocatalysts for transformations relevant to clean energy and sustainable organic synthesis. Metalloporphyrins are well-known to aggregate due to π–π stacking, but surprisingly, the influence of aggregation on homogeneous electrocatalytic performance has not been investigated previously. Herein, we present three structurally related iron meso -phenylporphyrins whose aggregation properties are different in commonly used N, N -dimethylformamide (DMF) electrolyte. Both spectroscopy and light scattering provide evidence of extensive porphyrin aggregation under conventional electrocatalytic conditions. Using the electrocatalytic reduction of CO 2 to CO as a test reaction, cyclic voltammetry reveals an inverse dependence of the kinetics on the catalyst concentration. The inhibition extends to bulk performance, where up to 75% of the catalyst at 1 mM is inactive compared to at 0.25 mM. We additionally report how aggregation is perturbed by organic additives, axial ligands, and redox state. Periodic boundary calculations provide additional insights into aggregate stability as a function of metalloporphyrin structure. Finally, we generalize the aggregation phenomenon by surveying metalloporphyrins with different metals and substituents. This study demonstrates that homogeneous metalloporphyrins can aggregate severely in well-solubilizing organic electrolytes, that aggregation can be easily modulated through experimental conditions, and that the extent of aggregation must be considered for accurate catalytic benchmarking.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».