Dynamically Unveiling Metal–Nitrogen Coordination during Thermal Activation to Design High‐Efficient Atomically Dispersed CoN4 Active Sites

沸石咪唑盐骨架 活动站点 催化作用 材料科学 吸附 热分解 金属 金属有机骨架 选择性 碳纤维 氮气 化学 密度泛函理论 过渡金属 无机化学 物理化学 计算化学 有机化学 复合数 复合材料
作者
Yanghua He,Qiurong Shi,Weitao Shan,Xing Li,A. Jeremy Kropf,Evan C. Wegener,Joshua Wright,S. Karakalos,Dong Su,David A. Cullen,Guofeng Wang,Deborah J. Myers,Gang Wu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:60 (17): 9516-9526 被引量:187
标识
DOI:10.1002/anie.202017288
摘要

We elucidate the structural evolution of CoN4 sites during thermal activation by developing a zeolitic imidazolate framework (ZIF)-8-derived carbon host as an ideal model for Co2+ ion adsorption. Subsequent in situ X-ray absorption spectroscopy analysis can dynamically track the conversion from inactive Co-OH and Co-O species into active CoN4 sites. The critical transition occurs at 700 °C and becomes optimal at 900 °C, generating the highest intrinsic activity and four-electron selectivity for the oxygen reduction reaction (ORR). DFT calculations elucidate that the ORR is kinetically favored by the thermal-induced compressive strain of Co-N bonds in CoN4 active sites formed at 900 °C. Further, we developed a two-step (i.e., Co ion doping and adsorption) Co-N-C catalyst with increased CoN4 site density and optimized porosity for mass transport, and demonstrated its outstanding fuel cell performance and durability.
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
寒冷的咖啡完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
懒惰馨发布了新的文献求助20
3秒前
蓝天发布了新的文献求助10
3秒前
6秒前
自然的灯泡完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
8秒前
10秒前
JerryZ发布了新的文献求助10
11秒前
ss完成签到,获得积分10
13秒前
蜻蜓完成签到 ,获得积分10
13秒前
15秒前
16秒前
斯文败类应助岸边采纳,获得10
17秒前
17秒前
FashionBoy应助小鱼仔采纳,获得10
18秒前
爆米花应助知性的半仙采纳,获得10
19秒前
弧线发布了新的文献求助10
20秒前
科研通AI6.2应助刘夏楠采纳,获得10
20秒前
511完成签到 ,获得积分10
21秒前
生命科学发布了新的文献求助10
21秒前
apex完成签到,获得积分10
21秒前
23秒前
25秒前
飞快的冰之完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
乐观秋荷应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
乐观秋荷应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
27秒前
xiaoxiao完成签到,获得积分10
28秒前
zzzzzz发布了新的文献求助10
28秒前
locket完成签到 ,获得积分10
28秒前
林林完成签到,获得积分10
29秒前
xin完成签到 ,获得积分10
30秒前
31秒前
31秒前
矮小的向雪完成签到 ,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
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 1500
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Unlocking Chemical Thinking: Reimagining Chemistry Teaching and Learning 555
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
Cancer Targets: Novel Therapies and Emerging Research Directions (Part 1) 400
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6359503
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8173510
关于积分的说明 17214610
捐赠科研通 5414555
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2865497
邀请新用户注册赠送积分活动 1842839
关于科研通互助平台的介绍 1691052