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 物理 量子力学 天文 复合材料 工程类
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
单身的冰双完成签到,获得积分20
刚刚
默默的皮牙子完成签到,获得积分0
1秒前
up发布了新的文献求助10
1秒前
墨墨叻完成签到,获得积分10
1秒前
娇娇完成签到,获得积分10
1秒前
叶子发布了新的文献求助10
1秒前
wanci应助豆豆采纳,获得10
2秒前
2秒前
free发布了新的文献求助10
3秒前
guagua完成签到 ,获得积分10
3秒前
虚幻故事完成签到,获得积分10
3秒前
廿二完成签到 ,获得积分10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
atmosphere发布了新的文献求助10
4秒前
小锤完成签到,获得积分10
4秒前
oohQoo完成签到,获得积分10
4秒前
YQF完成签到,获得积分10
5秒前
九日完成签到,获得积分10
6秒前
科研彭于晏完成签到,获得积分10
6秒前
Earnestlee完成签到,获得积分10
6秒前
英俊的铭应助yan采纳,获得10
7秒前
愿景完成签到,获得积分10
7秒前
sad完成签到,获得积分10
7秒前
luckyhan发布了新的文献求助10
7秒前
Shinewei完成签到,获得积分10
7秒前
Owen应助wsafhgfjb采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
alv完成签到,获得积分10
8秒前
cc2941完成签到,获得积分10
8秒前
壳壳完成签到,获得积分10
8秒前
丘比特应助风暴采纳,获得10
9秒前
Lychee完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
五斤老陈醋完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
Jasper应助fr0zen采纳,获得10
9秒前
10秒前
高分求助中
(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
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
Metagames: Games about Games 700
King Tyrant 680
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 5573825
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4660098
关于积分的说明 14727788
捐赠科研通 4599933
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2524546
邀请新用户注册赠送积分活动 1494900
关于科研通互助平台的介绍 1464997