Электро

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 8560 (2022) Цитировать эту статью

2897 Доступов

6 цитат

9 Альтметрика

Подробности о метриках

Огромное внимание привлекло электроокисление спиртов в соответствующие альдегиды. Однако остаются многочисленные проблемы в изучении каталитических систем с высокой эффективностью конверсии и селективностью. Учитывая внимание во всем мире к металлоорганическим каркасам (MOF) как выдающимся кристаллическим пористым материалам, многие химики были поощрены использовать их в органических преобразованиях. В этом исследовании новый кобальтовый органический каркас в форме коралла был выращен на поверхности функционализированного графитового электрода (Co-MOF/C) для изготовления эффективного модифицированного электрода в спиртах электроокисления. Модифицированный электрод Co-MOF/C показал высокую стабильность, большую площадь поверхности, богатые поры и хорошую проводимость в качестве желательного водостойкого рабочего электрода для селективного окисления спиртов в альдегиды с хорошими и отличными выходами в процессе, контролируемом диффузией.

Металлоорганические каркасы (MOF) представляют собой уникальный класс хорошо упорядоченных полимерных металлокомплексов с потенциальными пустотами, состоящими из координации между металлическими кластерами/катионами и мультидентатными органическими линкерами, расположенными в широком диапазоне геометрических форм, обеспечивающих существенно высокую пористость и площадь внутренней поверхности1. . На сегодняшний день широкий спектр MOFs синтезирован с использованием различных методов, таких как гидротермальные2, сольвотермальные3, сонохимические4, микроволновые5, жидкофазная эпитаксия6, механохимические7 и, в последнее время, электрохимические подходы8. Традиционный сольвотермический синтез МОК проводится при атмосферном давлении и более низких температурах по сравнению с гидротермальным методом, что позволяет осуществлять синтез, контролируемый диффузией. Настраиваемые характеристики MOF, такие как пористость, топология и функциональность9, привели к их структурному и химическому разнообразию и, как следствие, значительно расширили их применение в различных областях, включая доставку лекарств10, очистку и разделение11, хранение газа12, сбор света13 , накопление энергии14, магнитные материалы15, химическое зондирование16 и катализ17. Совсем недавно MOF использовались для модификации рабочих электродов, которые будут использоваться при вольтаметрическом анализе органических и неорганических веществ. Более высокая сорбционная способность электродов, модифицированных MOF, может привести к усиленному накоплению целевых видов аналитов, предлагая ряд преимуществ, таких как высокая селективность, исключительно низкие пределы обнаружения и одновременное определение нескольких аналитов18. Однако, несмотря на многочисленные попытки использования MOF в качестве модификатора электродов, все еще имеется ограниченная информация о селективности, проводимости и стабильности MOF в рабочей среде19, и поэтому исследования эффективных MOF-модифицированных электродов пока ограничены. все еще сложная задача.

Химическая функционализация поверхности электрода необходима для создания прочных связей, настройки свойств интерфейса (правильное расстояние, ориентация, поверхностная плотность и стабильность) и содействия подходящему закреплению целевых молекул различной природы и структуры, таких как биомакромолекулы, полимеры, и наночастицы на поверхность20. Таким образом, разумный контроль на этом начальном уровне играет ключевую роль в работе окончательных модифицированных электродов. Среди различных подходов к функционализации поверхности восстановление солей арилдиазония считается простым, быстрым и универсальным методом, который позволяет прочно ковалентно прикрепить различные химические электроактивные функции к проводящему субстрату путем изменения заместителей арильного кольца21. Кроме того, полученные функционализированные электроды показали устойчивость к теплу, ультразвуку и химической деградации22. Для прививки арильных производных23 использовалось множество различных стратегий, включая электрохимию, фотохимию, микроволновую обработку, ультразвуковую обработку и восстановление химическими агентами, в то время как электрохимический метод стал предпочтительным выбором, поскольку процесс осаждения можно легко контролировать и адаптировать к подложке24. В общем, электровосстановление солей арилдиазония включает согласованное образование арильных радикалов вблизи электрода и удаление динитрога при восстановлении. Впоследствии высокореакционноспособные арильные радикалы могут ковалентно связываться либо с поверхностью электрода, либо с уже привитыми фрагментами. Как следствие, электропрививка арильных фрагментов может быть направлена ​​на синтез хорошо упорядоченных монослоев или неупорядоченных мультислоев путем подбора экспериментальных условий25.