An active site pre-anchoring and post-exposure strategy in Fe(CN)64-@PPy derived Fe/S/N-doped carbon electrocatalyst for high performance oxygen reduction reaction and zinc-air batteries

电催化剂 氧还原反应 氧还原 碳纤维 催化作用 兴奋剂 氧气 材料科学 锚固 还原(数学) 化学工程 无机化学 化学 电化学 有机化学 电极 物理化学 复合材料 冶金 复合数 光电子学 几何学 工程类 结构工程 数学
作者
Zuoxu Xiao,Yanling Wu,Shoufu Cao,Wei Yan,Baotong Chen,Tao Xing,Zhi Li,Xiaoqing Lü,Yanli Chen,Kang Wang,Jianzhuang Jiang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:413: 127395-127395 被引量:59
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.127395
摘要

A novel “active site pre-anchoring and post-exposure” strategy is developed for the synthesis of highly active Fe/3S/N-C ORR electrocatalyst. In the synthesis of Fe/3S/N-C, the Fe(CN)64-@PPy precursors with highly dispersion of Fe active species were initially created by pre-anchoring Fe(CN)64- into polypyrrole (PPy) matrixes through electrostatic interactions depending on the cation radicals generated on the PPy chains during pyrrole monomer polymerization. The Fe(CN)64-@PPy then suffered pyrolysis treatment in the presence of sublimed sulfur activator that ensures a larger specific area and thus effective exposure of Fe and N active sites in Fe/3S/N-C. Depending on highly efficient dispersion of Fe3C and Fe-Nx active species, the resultant Fe/3S/N-C electrocatalyst displays 20 mV higher onset potential (0.99 V) and 50 mV higher half-wave potential (0.89 V) than those of a commercial Pt/C catalyst in an alkaline medium. This, combined with high current density (–5.71 mA cm−2) and excellent durability (larger than 95% retention after 20000 s), are one of the best performance among non-precious metal ORR electrocatalysts reported thus far. In addition, Fe/3S/N-C employed as the cathode material for zinc-air battery, shows excellent durability and superior peak power density to Pt/C. A series of control experiments combined with DFT theoretical analysis demonstrated that the Fe3C nanoparticles boost the activity of Fe-Nx species in Fe/3S/N-C, meanwhile the coexistence of Fe3C and Fe-Nx active species increased the HOMO energy level and O2 adsorption energy of the catalyst. These result in improved ORR performance.

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
刚刚
一口完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
季恒恒发布了新的文献求助10
3秒前
wanci应助如风随水采纳,获得10
3秒前
4秒前
wangjg发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
彭于晏应助竹园采纳,获得10
6秒前
狗屁大侠发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
6秒前
yzy发布了新的文献求助30
7秒前
Zbmd发布了新的文献求助10
7秒前
埃文发布了新的文献求助10
7秒前
山与应助路边一条采纳,获得10
8秒前
我不理解发布了新的文献求助10
9秒前
不敢自称科研人完成签到,获得积分10
9秒前
Gnil发布了新的文献求助10
9秒前
Charlie完成签到,获得积分10
9秒前
Dexyn发布了新的文献求助10
9秒前
Promise完成签到,获得积分10
10秒前
王大白发布了新的文献求助10
11秒前
纯情的蓝天完成签到,获得积分10
12秒前
小鱼二发布了新的文献求助10
13秒前
冷静的灵竹完成签到,获得积分10
13秒前
Will发布了新的文献求助10
13秒前
哼哒完成签到,获得积分10
14秒前
molihuakai应助江睿曦采纳,获得10
15秒前
埃文发布了新的文献求助10
16秒前
李爱国应助天灵灵采纳,获得30
16秒前
深情安青应助番茄米线儿采纳,获得10
17秒前
17秒前
s申完成签到,获得积分10
18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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Petrology and Plate Tectonics 800
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7054660
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8718655
关于积分的说明 18457687
捐赠科研通 6575183
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3121492
关于科研通互助平台的介绍 2211346
邀请新用户注册赠送积分活动 2097131