Hydrogen spillover mechanism on covalent organic frameworks as investigated by ab initio density functional calculation

文献情報

出版日 2013-01-22
DOI 10.1039/C2CP44007E
インパクトファクター 3.676
著者

Jing-hua Guo, Hong Zhang, Yongjian Tang, Xinlu Cheng


原文を見る

要旨

The hydrogen spillover mechanism, including the H chemisorption, diffusion, and H2 associative desorption on the surface of COFs and H atoms migration from metal catalyst to COFs, have been studied via density functional theory (DFT) calculation. The results described herein show that each sp2 C atom on COFs' surface can adsorb one H atom with the bond length dC–H between 1.11 and 1.14 Å, and the up-down arrangement of the adsorbed H atoms is the most stable configuration. By counting the chemisorption binding sites for these COFs, we can predict the saturation storage densities. High hydrogen storage densities show that the gravimetric uptakes of COFs are in the range of 5.13–6.06 wt%. The CI-NEB calculations reveal that one H atom diffusing along the C–C path on HHTP surface should overcome the 1.41–2.16 eV energy barrier. We chose tetrahedral Pt4 cluster and HHTP as the representative catalyst and substrate, respectively, to study the H migration from metal cluster to COFs. At most, two H atoms can migrate from Pt4 cluster to HHTP substrate. The migration reaction is an endothermic process, undergoing an activation barrier of 1.87 eV and 0.57 eV for the first and second H migration process, respectively. Three types of H2 associative desorption from hydrogenated COFs were studied: (I) the two H adatoms recombining to one H2 molecule with a recombination barrier of 4.28 eV, (II) the abstraction of adsorbed H atoms by gas-phase hydrogen atoms through ER type recombination reactions with a recombination barrier of 1.05 eV, (III) the H2 desorption through the reverse spillover mechanism with an energy barrier of 2.90 eV.

関連文献

Post-polymerization modification of reactive polymers derived from vinylcyclopropane: 1. synthesis and thermo-responsive behaviour

Denis H. Seuyep N., Gerrit A. Luinstra, Patrick Theato

2013-02-18 Paper

DOI: 10.1039/C3PY00109A

Comparing solution and melt-state association of hydrogen bonds in supramolecular polymers

Florian Herbst, Wolfgang H. Binder

2013-04-19 Paper

DOI: 10.1039/C3PY00362K

Characterization and assembly investigation of a dodecapeptide hydrolyzed from the crystalline domain of Bombyx mori silk fibroin

Ruiwen Hao, Jinming Zhang, Tao Xu, Lei Huang, Jinrong Yao, Xin Chen, Zhengzhong Shao

2013-02-07 Paper

DOI: 10.1039/C3PY21096K

Synthesis and versatile postpolymerization modification of couplable A(BC)mD heterografted comblike block quaterpolymers

Xiao Jiang, Wei Shao, Kun Jiang, Meijing Zhang, Huanhuan Liu, Chunnuan Ye, Youliang Zhao

2013-04-05 Paper

DOI: 10.1039/C3PY00217A

Tunable thermo-, pH- and light-responsive copolymer micelles

Wen Guo, Hui Zou

2013-05-14 Communication

DOI: 10.1039/C3PY00478C

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

3-(2-オキサプロピル)ベンzoic酸はどのように合成されますか?

3-(2-オキサプロピル)ベンzoic酸は、ベンzoic酸とプロパノ酸をヒドロキシム化合物として反応させて生成します。具体的には、ベンzoic酸とプロパノ酸を反...

205927-63-53-(2-Oxopropyl)benzo...
化合物よくある質問

BOC-L-3-氟苯丙氨酸の主な用途は何ですか?

BOC-L-3-フローユーノリファンリンは、合成化学や薬品開発のための保護基として広く使用されています。

114873-01-73-Fluoro-N-{[(2-meth...
化合物よくある質問

4-メチル-4-ピペリジニル-1-ピロリドイン甲酸の主な用途は何ですか?

4-メチル-4-ピペリジニル-1-ピロリドイン甲酸は、主に医薬品の合成材料や研究用物質として使用されます。さらに、一部の薬理学的研究にも応用されています。

885523-47-7(4-Methyl-4-piperidi...
化合物よくある質問

Biotin-PEG3-oxyamine HCl塩について、適切な化合物名称に適用される法規ガイドラインは何ですか?

Biotin-PEG3-oxyamine HCl塩は、GHS( Globally Harmonized System of Classification and...

1786206-22-1Biotin-PEG3-oxyamine...
化合物よくある質問

N-(4-イソチオシアネートフェニル)-2-メトキシアリニンはどのように合成されますか?

N-(4-イソチオシアネートフェニル)-2-メトキシアリニンは、4-イソチオシアノフェノールと2-メトキシアリニルアミンのアミニド反応を用いて合成されます。この...

915919-57-2N-(4-Isothiocyanatop...
化合物よくある質問

金粉蕨亭2'-O-葡萄糖甙の主な用途は何ですか?

金粉蕨亭2'-O-葡萄糖甙は主に薬理研究や医薬品製造に使用され、抗炎症作用や抗がん作用などがあります。また、その構造や性質から、合成化学や化学生理学の研究にも用...

76947-60-92-(7-Hydroxy-2,2,4,6...
化合物よくある質問

2-(2-ニトロフェニル)酢酸ヒドライドの物理化学的性質は何ですか?

2-(2-ニトロフェニル)酢酸ヒドライドのCAS番号は114953-81-0です。この化合物は白色結晶性粉末で、分子量は244.12です。水溶性は限られており、...

114953-81-02-(2-Nitrophenyl)ace...
化合物よくある質問

5-(ヒドロキシメチル)-2-チオキソ-2,3-ジヒドロピリミジン-4(1H)-オンを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

この化合物は高活性のため、取り扱いには注意が必要です。PPE(個人保護具)としてゴーグル、ガントリー、および防滴シールドを着用することが推奨されます。ドラフトチ...

93185-31-05-(Hydroxymethyl)-2-...
化合物よくある質問

11-脱氢血栓烷 b2の市場動向や研究トレンドはどうですか?

11-脱氢血栓烷 b2は、血栓溶解・抗凝固作用に関する研究で注目を集めています。特に心血管疾患の治療法開発において、市場の需要が高まっています。研究トレンドとし...

67910-12-77-{(2R,3S,4S)-4-Hydr...
化合物よくある質問

3,3-二甲基哌啶-4-酮はどのように保存すればよいですか?

3,3-二甲基哌啶-4-酮は避光、常温、乾燥した場所で保存してください。容器は密閉し、遠くから火源を離して保管することを確認してください。

150668-82-93,3-Dimethyl-4-piper...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。