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
ss发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
研友_nqrKQZ发布了新的文献求助10
1秒前
领导范儿应助露西亚采纳,获得30
2秒前
hh会辉煌发布了新的文献求助10
2秒前
chenhui完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
tengs发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
活力的代玉完成签到,获得积分20
6秒前
大大发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
叶子完成签到,获得积分10
6秒前
raze发布了新的文献求助10
7秒前
杨杨杨完成签到,获得积分10
8秒前
WKing完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
9秒前
Epiphany发布了新的文献求助10
10秒前
吴晨曦发布了新的文献求助10
10秒前
无花果应助开心的饼干采纳,获得10
11秒前
11秒前
12秒前
科研通AI6.4应助hqj采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
打打应助等待的鞯采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
麦斯发布了新的文献求助10
13秒前
WKing发布了新的文献求助10
13秒前
NN发布了新的文献求助20
14秒前
14秒前
思源应助yangyangyang采纳,获得10
14秒前
14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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Emmy Noether's Wonderful Theorem 1200
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
基于非线性光纤环形镜的全保偏锁模激光器研究-上海科技大学 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Business: A Skill Building Approach, 9th Edition 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 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 6412165
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8231277
关于积分的说明 17469708
捐赠科研通 5464964
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2887490
邀请新用户注册赠送积分活动 1864253
关于科研通互助平台的介绍 1702915