Turning the coordination environment of atomic Fe-N4 center by peripheral nitrogen species for boosted catalytic performance

催化作用 碳化 碳纤维 氮气 掺杂剂 吸附 金属 化学工程 材料科学 纳米技术 选择性催化还原 化学 兴奋剂 物理化学 有机化学 复合材料 光电子学 复合数 工程类
作者
Fengliang Cao,Qingshan Zhao,Debin Kong,Xiaojie Tan,Xinxin Li,Tengfei Liu,Linjie Zhi,Mingbo Wu
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:473: 145181-145181 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.cej.2023.145181
摘要

Atomically dispersed metal-nitrogen-carbon (M-N-C) catalysts show great potential for heterogeneous catalysis. However, recognizing and engineering the microenvironment of M-Nx sites to achieve satisfactory catalytic performance remains challenging. Herein, we propose a facile g-C3N4-assisted template strategy to anchor atomic Fe-N4 sites on highly nitrogen-doped carbon nanosheets. Through regulating the ratio and type of peripheral nitrogen species by carbonization temperature, the optimal Fe-N-C-800 catalyst showed significantly boosted catalytic activities (overall turnover frequency of 13.43 min−1 and activation energy of 19.44 kJ mol−1) for nitroarene reduction with extremely low reductant dosage, exceeding most reported metal catalysts. Experimental and theoretical results reveal appropriate graphitic- and pyrrolic-N dopants surrounding the Fe-N4 center can tailor the local electronic structure and contribute to obvious upshift of the d-band center, which dramatically promotes the adsorption and conversion of reactant substrates, eventually delivering the unprecedented catalytic performance. This work provides a guide for rational coordination environment regulation of single-atom catalysts for efficient chemical transformations.
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
无花果应助pqq采纳,获得10
1秒前
冷艳宛白完成签到,获得积分10
1秒前
炙热芷蕊完成签到,获得积分10
2秒前
yangsj发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
007发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
Mengyue发布了新的文献求助10
4秒前
白马非马完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
ZHEN发布了新的文献求助10
5秒前
暴躁火龙果完成签到,获得积分10
6秒前
Liandong应助眼睛大胡萝卜采纳,获得10
6秒前
小蘑菇应助wjw采纳,获得10
6秒前
YMAO发布了新的文献求助30
6秒前
8秒前
郑大帅发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
贾方硕发布了新的文献求助10
8秒前
ECHO发布了新的文献求助10
9秒前
粥粥发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
无极微光应助傲骨采纳,获得20
11秒前
leezhen完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
ren发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
可爱的函函应助Boro采纳,获得10
13秒前
梁羽生完成签到,获得积分10
13秒前
快乐冰蓝发布了新的文献求助10
13秒前
大个应助Mr.Ren采纳,获得10
13秒前
爆米花应助fjkssadjk采纳,获得10
13秒前
14秒前
嘿嘿发布了新的文献求助10
14秒前
李健应助缥缈的万声采纳,获得10
15秒前
AN发布了新的文献求助10
15秒前
晚来风与雪完成签到,获得积分10
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
16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
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
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Superabsorbent Polymers 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 5711286
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5202990
关于积分的说明 15263800
捐赠科研通 4863647
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2610818
邀请新用户注册赠送积分活动 1561136
关于科研通互助平台的介绍 1518616