Supramolecular confinement of single Cu atoms in hydrogel frameworks for oxygen reduction electrocatalysis with high atom utilization

电催化剂 催化作用 材料科学 超分子化学 Atom(片上系统) 扫描电化学显微镜 扫描透射电子显微镜 化学 纳米技术 透射电子显微镜 结晶学 物理化学 计算机科学 电极 电化学 晶体结构 嵌入式系统 有机化学
作者
Panpan Li,Zhaoyu Jin,Yumin Qian,Zhiwei Fang,Dan Xiao,Guihua Yu
出处
期刊:Materials Today [Elsevier]
卷期号:35: 78-86 被引量:107
标识
DOI:10.1016/j.mattod.2019.10.006
摘要

Single-atom catalysis has emerged as a cutting-edge field in heterogeneous catalysis. Considerable efforts have been devoted to developing versatile methodologies for synthesizing single-atom catalysts, however, the main thrust in this field is to fundamentally understand the intricacies of a catalyst and their performance on a specific reaction by complimenting different techniques. Here we demonstrate a supramolecular hydrogel strategy to effectively isolate copper atoms on interconnected carbon fibers as efficient electrocatalysts for the alkaline oxygen reduction reaction (ORR). The Cu–N2 coordination state and the atomic dispersion were confirmed by X-ray absorption spectroscopy and aberration-corrected scanning transmission electron microscopy. Additionally, the atom utilization (ηatom), which is the ratio between Cu(I) sites participating in the catalysis and the total Cu(I) sites available, has been investigated via surface-interrogation scanning electrochemical microscopy (SI-SECM) technique. The over 90% atom utilization of the synthesized Cu SACs is very close to the theoretical value (100%) for SACs, implying the proposed supramolecular approach can enable the ultrahigh exposure of Cu sites. The in situ time-resolved titration of SI-SECM and first-principal calculations further support the remarkable ORR activity on isolated Cu–N2 sites.

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
李爱国应助lang采纳,获得10
5秒前
5秒前
wxxl完成签到,获得积分10
6秒前
温婉的凝芙完成签到 ,获得积分10
7秒前
Gavin啥也不会完成签到,获得积分10
8秒前
姜昊彤完成签到,获得积分10
8秒前
滕可燕完成签到 ,获得积分10
8秒前
Nsy9802完成签到 ,获得积分10
10秒前
机智的阿振完成签到,获得积分10
10秒前
波力海苔完成签到 ,获得积分10
11秒前
Get完成签到 ,获得积分10
11秒前
gaga完成签到,获得积分10
12秒前
heher完成签到 ,获得积分10
12秒前
ryq327完成签到 ,获得积分10
13秒前
JIEJIEJIE完成签到,获得积分10
14秒前
醉熏的火车完成签到,获得积分10
14秒前
yee完成签到 ,获得积分10
14秒前
Lyubb完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
黄橙子完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
龙仔子完成签到 ,获得积分10
16秒前
deng完成签到 ,获得积分10
18秒前
山茶花白玫瑰完成签到 ,获得积分10
18秒前
seven_yao完成签到,获得积分10
19秒前
lang发布了新的文献求助10
19秒前
IFYK完成签到 ,获得积分10
19秒前
Alina1874完成签到,获得积分10
21秒前
满意小丸子完成签到,获得积分10
23秒前
友好的冥王星完成签到,获得积分10
24秒前
wwwjy完成签到 ,获得积分10
25秒前
苗苗043完成签到,获得积分10
26秒前
JJ完成签到 ,获得积分10
27秒前
尘_完成签到,获得积分10
28秒前
一丁点可爱完成签到,获得积分10
28秒前
lang完成签到,获得积分10
28秒前
Garfield完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
slyqc完成签到 ,获得积分20
30秒前
奋斗诗云完成签到 ,获得积分10
32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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6043146
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7803203
关于积分的说明 16238042
捐赠科研通 5188638
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2776666
邀请新用户注册赠送积分活动 1759717
关于科研通互助平台的介绍 1643244