Ultrauniformly Dispersed Cu Nanoparticles Embedded in N-Doped Carbon as a Robust Oxygen Electrocatalyst

电催化剂 纳米颗粒 碳纤维 电解质 化学工程 材料科学 热解 催化作用 电子转移 纳米技术 无机化学 化学 电化学 有机化学 电极 复合数 复合材料 物理化学 工程类
作者
Yifan Huang,Fantao Kong,Han Tian,Fenglai Pei,Yafeng Chen,Ge Meng,Ziwei Chang,Chang Chen,Xiangzhi Cui,Jianlin Shi
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:10 (19): 6370-6381 被引量:17
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.2c01086
摘要

Developing high-efficiency and low-cost nonprecious catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) is important but still challenging. Herein, a N-doped carbon catalyst embedded with uniformly dispersed Cu nanoparticles (∼30 nm) is fabricated by the spatial confinement effect of a nitrogen-rich Salen-based covalent organic framework (Salen-COF), in which Cu(II) ions are anchored onto open chelate sites of Salen-COF and isolated by aromatic rings to form uniformly dispersed Cu nanoparticles embedded in N-doped carbon (Cu NPs/N-C) during pyrolysis. The optimized Cu NPs/N-C-800 exhibits high ORR catalytic activity in both alkaline and acidic electrolytes, especially with an onset potential (Eonset) of 1.02 V and a half-wave potential (E1/2) of 0.88 V in an alkaline electrolyte. Attractively, the Cu NPs/N-C-800-derived Zn–air battery demonstrates a higher peak-power density (163.5 mW cm–2) and long-term cycling stability (118 h). The electronic interaction between the highly concentrated homogeneously dispersed Cu NPs and carbon shell results in an appropriate d-band center, and the porous graphitized carbon shell leads to faster electron transfer and mass transport, which are responsible for the high ORR performance of Cu NPs/N-C-800. This strategy provides a new prospect to synthesize uniformly dispersed metal nanoparticle electrocatalysts with more exposed active sites and efficient catalytic activities for renewable energy conversion devices.
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
阿斯顿发布了新的文献求助10
刚刚
billevans完成签到,获得积分10
1秒前
XHH1994完成签到,获得积分10
1秒前
张火火发布了新的文献求助20
1秒前
爆米花应助DYQin采纳,获得10
1秒前
mingyahaoa完成签到,获得积分10
1秒前
机灵的白筠完成签到,获得积分20
1秒前
CipherSage应助燕子采纳,获得30
1秒前
Accpted河豚发布了新的文献求助10
1秒前
BenLuo发布了新的文献求助30
2秒前
云歇雨住发布了新的文献求助10
2秒前
Oak完成签到 ,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
chen完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
光_sun完成签到,获得积分10
4秒前
腦內小劇場完成签到,获得积分10
4秒前
无花果应助徐xmr采纳,获得10
4秒前
4秒前
木木酱完成签到,获得积分10
5秒前
yuajianhei完成签到,获得积分10
5秒前
CNAxiaozhu7完成签到,获得积分10
5秒前
莫三颜发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
敢甘完成签到,获得积分10
5秒前
qqj发布了新的文献求助80
6秒前
DD发布了新的文献求助10
6秒前
微笑完成签到,获得积分10
7秒前
real_cy完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
星星轨迹完成签到,获得积分10
7秒前
popooo完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
风清扬发布了新的文献求助10
9秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3969060
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3513962
关于积分的说明 11171223
捐赠科研通 3249302
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1794772
邀请新用户注册赠送积分活动 875377
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804769