Metal–Organic-Framework-Derived Fe-N/C Electrocatalyst with Five-Coordinated Fe-Nx Sites for Advanced Oxygen Reduction in Acid Media

扩展X射线吸收精细结构 电催化剂 催化作用 氧烷 化学 X射线吸收精细结构 密度泛函理论 吸附 吸收光谱法 金属有机骨架 吸收(声学) 金属 无机化学 材料科学 化学工程 电化学 纳米技术 物理化学 谱线 电极 计算化学 光谱学 有机化学 复合材料 工程类 物理 量子力学 天文
作者
Qingxue Lai,Lirong Zheng,Yanyu Liang,Jianping He,Jingxiang Zhao,Junhong Chen
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:7 (3): 1655-1663 被引量:551
标识
DOI:10.1021/acscatal.6b02966
摘要

Even though Fe-N/C electrocatalysts with abundant Fe-Nx active sites have been developed as one of the most promising alternatives to precious metal materials for oxygen reduction reaction (ORR), further improvement of their performance requires precise control over Fe-Nx sites at the molecular level and deep understanding of the catalytic mechanism associated with each particular structure. Herein, we report a host–guest chemistry strategy to construct Fe-mIm nanocluster (NC) (guest)@zeolite imidazole framework-8 (ZIF-8) (host) precursors that can be transformed into Fe-N/C electrocatalysts with controllable structures. The ZIF-8 host network exhibits a significant host–guest relationship dependent confinement effect for the Fe-mIm NCs during the pyrolysis process, resulting in different types of Fe-Nx sites with two- to five-coordinated configurations on the porous carbon matrix confirmed by X-ray absorption near edge structure (XANES) and Fourier transform (FT) extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectra. Electrochemical tests reveal that the five-coordinated Fe-Nx sites can significantly promote the reaction rate in acid media, due to the small ORR energy barrier and the low adsorption energy of intermediate OH on these sites suggested by density functional theory (DFT) calculations. Such a synthesis strategy provides an effective route to realize the controllable construction of highly active sites for ORR at the molecular level.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
1秒前
2秒前
zxy发布了新的文献求助10
3秒前
缥缈静珊完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
冷酷孤风完成签到,获得积分10
4秒前
研友_Z7gV2Z发布了新的文献求助30
5秒前
汉堡完成签到,获得积分10
5秒前
英俊的铭应助LLLL采纳,获得10
5秒前
zhx发布了新的文献求助10
5秒前
不吃豆皮发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
111发布了新的文献求助10
6秒前
南至发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
Judy发布了新的文献求助10
7秒前
香仔啊完成签到,获得积分10
7秒前
zxl发布了新的文献求助10
7秒前
星回完成签到,获得积分10
8秒前
敢超发布了新的文献求助10
11秒前
香仔啊发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
华仔应助肉肉采纳,获得10
12秒前
12秒前
zhx完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
wangqingxia完成签到,获得积分10
13秒前
汉堡包应助不吃豆皮采纳,获得10
13秒前
锋锋发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
15秒前
搜集达人应助亮仔采纳,获得10
16秒前
在水一方应助zwx采纳,获得10
16秒前
HT完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
17秒前
17秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 12000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5694859
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5099094
关于积分的说明 15214731
捐赠科研通 4851410
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2602316
邀请新用户注册赠送积分活动 1554181
关于科研通互助平台的介绍 1512082