華科/佐治亞理工Small:具有超高活性位點(diǎn)利用率的Fe-NC催化劑用于高效ORR 2023年11月10日 下午10:38 ? T, 頭條, 百家, 頂刊 ? 閱讀 14 Fe-NC單原子催化劑(SAC)是一類有前途的用于氧還原反應(yīng)(ORR)的電催化劑,具有取代Pt基催化劑的巨大潛力。然而,由于SAC的Fe負(fù)載有限以及內(nèi)部活性位點(diǎn)的不可接近性,只有一小部分靠近外表面的位點(diǎn)能夠促進(jìn)ORR活性。 近日,佐治亞理工學(xué)院劉美林、趙伯特和華中科技大學(xué)王春棟等在單寧酸溶液中對(duì)ZIF-8進(jìn)行部分蝕刻,制造出具有可控分級(jí)多孔和凹形納米結(jié)構(gòu)的Fe-NC單原子催化劑(FeNC-TA)。 所制備的催化劑由原子分散的活性位點(diǎn)(Fe-N4)在具有新型納米結(jié)構(gòu)的N摻雜分級(jí)多孔碳中,ZIF-8的預(yù)蝕刻過(guò)程和熱解將材料轉(zhuǎn)化為具有多孔凹?xì)ず屯笟夂说慕Y(jié)構(gòu),導(dǎo)致大量中孔/大孔和擴(kuò)大的外表面,促進(jìn)物質(zhì)傳遞到內(nèi)部活性位點(diǎn)并促進(jìn)催化過(guò)程,使活性位點(diǎn)得到超高利用率。同時(shí),源自ZIF-8多孔性質(zhì)的微孔會(huì)增加活性位點(diǎn)的密度,進(jìn)一步提高反應(yīng)活性。 由于Fe-N4活性位點(diǎn)對(duì)ORR的高內(nèi)在活性和能夠最大限度利用這些位點(diǎn)的獨(dú)特結(jié)構(gòu),F(xiàn)eNC-TA在堿性(E1/2= 0.926 VRHE)和酸性(E1/2= 0.8 VRHE)條件下都表現(xiàn)出顯著的ORR活性,以及良好的耐用性和對(duì)甲醇的耐受性。 與商業(yè)Pt/C相比,該催化劑在鋅-空氣電池中的進(jìn)一步測(cè)試也顯示出優(yōu)異的性能、大的功率密度和良好的穩(wěn)定性。這項(xiàng)工作將為設(shè)計(jì)和制備具有超高活性位點(diǎn)利用率的高效單原子催化劑提供了新策略,同時(shí)也顯示出其在實(shí)際應(yīng)用中具有巨大的潛力。 A Single-Atom Fe-N-C Catalyst with Ultrahigh Utilization of Active Sites for Efficient Oxygen Reduction. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202203326 原創(chuàng)文章,作者:Gloria,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來(lái)源華算科技,注明出處:http://www.xiubac.cn/index.php/2023/11/10/c2e35b2eb8/ 催化 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 ?黃云輝/李真AEM:BMIm+誘導(dǎo)(002)平面擇優(yōu)生長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)循環(huán)水系鋅電 2022年11月27日 湖大魯兵安&樊令EES:運(yùn)行時(shí)間超過(guò)2年的不燃鉀離子電池! 2023年10月10日 催化頂刊合集:EES、AM、AFM、Adv. Sci.、JEM、Small、CEJ等成果! 2023年10月4日 ?哈工程/石大Small:通過(guò)缺陷Co-N-C電催化劑與石墨烯量子點(diǎn)的協(xié)調(diào)工程促進(jìn)氧還原反應(yīng) 2023年10月21日 湖大梁宵Small Methods:鋰硫電池對(duì)鈷催化劑的尺寸依賴性 2023年10月23日 Nat. Commun.: 用于耐用鋰離子電池的過(guò)渡金屬摻雜富鎳層狀正極材料 2023年10月12日