Probing the Oxygen Reduction Reaction Intermediates and Dynamic Active Site Structures of Molecular and Pyrolyzed Fe–N–C Electrocatalysts by In Situ Raman Spectroscopy

电催化剂 拉曼光谱 氧还原反应 原位 催化作用 化学 热解 反应中间体 光化学 活动站点 组合化学 无机化学 电化学 有机化学 物理化学 电极 物理 光学
作者
Jie Wei,Dongsheng Xia,Yinping Wei,Xuya Zhu,Jia Li,Lin Gan
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:12 (13): 7811-7820 被引量:237
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c00771
摘要

While FeN4 species are widely suggested as the active sites of noble-metal-free Fe–N–C oxygen reduction reaction (ORR) electrocatalysts, the ORR mechanism, particularly the rate-determining steps (RDSs) at the Fe centers, and the likely contribution of co-existed C–N active site remain disputed. Moreover, the dynamic structures of the FeN4 active sites during ORR electrocatalysis also remain elusive. By in situ (isotope-labeled) Raman spectroscopy of molecular Fe phthalocyanine (FePc) model catalysts and pyrolyzed Fe–N–C catalysts, we achieve direct, simultaneous spectral identification of the ORR intermediates/RDSs at different active sites under different pH conditions, from which their intrinsic activities and ORR mechanisms can be quantitatively decoupled. Besides the single-atomic Fe–Nx site, two kinds of C–N sites were pinpointed and clarified as separate active sites in pyrolyzed Fe–N–C catalysts, showing different ORR intermediates (*O2– and *OOH) and RDSs. Furthermore, from the FePc model catalyst, we reveal a pH-dependent structural switching of the FeN4 between planar and non-planar structures during ORR electrocatalysis, which provides important insights into their pH-dependent ORR activity (RDS) and stability.
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
yyy发布了新的文献求助10
1秒前
奔腾小马发布了新的文献求助10
2秒前
punchline2025完成签到,获得积分10
2秒前
耍酷问兰发布了新的文献求助10
3秒前
97发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
希望天下0贩的0应助jias采纳,获得10
3秒前
Wangle发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
科研通AI6应助可爱的大米采纳,获得30
4秒前
无极微光应助害羞的芙蓉采纳,获得20
4秒前
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
8秒前
9秒前
刘鑫瑞完成签到,获得积分10
9秒前
超级ddl战士完成签到 ,获得积分10
9秒前
大眠完成签到,获得积分10
9秒前
老福贵儿应助科研dog采纳,获得10
10秒前
liuliu发布了新的文献求助10
10秒前
辛勤的喉完成签到,获得积分10
10秒前
nn发布了新的文献求助10
11秒前
左婷发布了新的文献求助10
11秒前
乐乐应助风笑铃采纳,获得10
12秒前
耍酷问兰完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
越过山丘完成签到,获得积分10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
奔腾小马完成签到,获得积分10
14秒前
王肖宁发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
小草发布了新的文献求助10
17秒前
洁净思萱完成签到,获得积分10
18秒前
dbhfdgsh完成签到,获得积分10
18秒前
xiaoxiao虫完成签到,获得积分20
20秒前
20秒前
liuliu完成签到,获得积分20
20秒前
zxzb发布了新的文献求助10
20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 1581
以液相層析串聯質譜法分析糖漿產品中活性雙羰基化合物 / 吳瑋元[撰] = Analysis of reactive dicarbonyl species in syrup products by LC-MS/MS / Wei-Yuan Wu 1000
Biology of the Reptilia. Volume 21. Morphology I. The Skull and Appendicular Locomotor Apparatus of Lepidosauria 600
The Scope of Slavic Aspect 600
Foregrounding Marking Shift in Sundanese Written Narrative Segments 600
Rousseau, le chemin de ronde 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5540506
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4627108
关于积分的说明 14602337
捐赠科研通 4568126
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2504382
邀请新用户注册赠送积分活动 1481998
关于科研通互助平台的介绍 1453645