Catalysts by pyrolysis: Transforming metal-organic frameworks (MOFs) precursors into metal-nitrogen-carbon (M-N-C) materials

热解 催化作用 金属有机骨架 材料科学 电催化剂 碳纤维 化学工程 金属 过渡金属 无机化学 纳米技术 化学 有机化学 吸附 冶金 电化学 复合材料 复合数 电极 物理化学 工程类
作者
Ying Huang,Yechuan Chen,Mingjie Xu,Alvin Ly,Albert Gili,Eamonn Murphy,Tristan Asset,Yuanchao Liu,Vincent De Andrade,Carlo U. Segre,Alex Deriy,Francesco De Carlo,Martin Kunz,Aleksander Gurlo,Xiaoqing Pan,Plamen Atanassov,Iryna V. Zenyuk
出处
期刊:Materials Today [Elsevier]
卷期号:69: 66-78 被引量:33
标识
DOI:10.1016/j.mattod.2023.08.007
摘要

Metal-organic framework (MOF) materials are promising precursors to transition into metal-nitrogen-carbon (M-N-C) catalysts with high catalytic performance. Pyrolysis is one of the most common ways to convert MOFs into electrically conductive MOF-derived M-N-C catalysts. General interests in using MOFs as precursors derive from changing the MOFs' porous structure into the carbonaceous frame. However, this favorable structure is not always maintained, with the reason unidentified since pyrolysis is currently still more of an empirical process. Understanding the pyrolysis processes leading to the transformation of MOFs into M-N-C catalysts is essential to broaden the development of MOF-derived catalysts. We report here complete chemical and morphological evolution and transformation of two commercial MOFs with the same sodalite topology, the ZIF-8 and ZIF-67, via series of in situ and ex situ techniques. The results reveal that the structure of the ZIF-67 collapses after the pyrolysis due to the graphitization of the carbon. Graphitization is catalyzed by the metallic cobalt particles formed when the temperature rose above 460 °C. The ZIF-8 was found to be a promising precursor material since most of the metal evaporates at the early stages and does not aggregate to form metal particles. However, the insufficient metal-N active sites and intrinsic low electrocatalysis availability of Zn limit the performance of the final catalyst. To maintain the porous structure of MOFs it is important to control the metal species and prevent them from agglomeration. Direct utilization of high-concentration MOFs as pyrolysis precursors is not recommended without rational design to inhibit agglomeration and graphitization that are undesirable for catalyst activity.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
斯文败类应助尼克的朱迪采纳,获得10
刚刚
呵浅陌完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
求求各位大哥救救小弟我吧完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
活在当下完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
Wsy完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
倒数第二完成签到,获得积分10
10秒前
吃什么鸭完成签到,获得积分10
11秒前
脑洞疼应助cr_joker采纳,获得10
12秒前
ssx发布了新的文献求助10
13秒前
娃哈哈完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
orixero应助斯文明杰采纳,获得10
14秒前
stupidZ完成签到,获得积分10
14秒前
SciGPT应助孤独的问凝采纳,获得10
14秒前
景辣条发布了新的文献求助50
14秒前
zc发布了新的文献求助60
14秒前
Muxi完成签到,获得积分20
15秒前
滕十八完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
Muxi发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
淡然靖柔完成签到,获得积分10
20秒前
JMD完成签到,获得积分10
21秒前
Jasper应助bird采纳,获得10
21秒前
21秒前
zzd12318发布了新的文献求助30
22秒前
24秒前
Doc.Wang发布了新的文献求助10
24秒前
26秒前
斯文明杰发布了新的文献求助10
27秒前
我爱科研完成签到,获得积分10
27秒前
怡然乐巧完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
轩少的完成签到 ,获得积分10
29秒前
30秒前
高分求助中
Evolution 10000
Sustainability in Tides Chemistry 2800
юрские динозавры восточного забайкалья 800
Diagnostic immunohistochemistry : theranostic and genomic applications 6th Edition 500
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi 400
Classics in Total Synthesis IV 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3149387
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2800406
关于积分的说明 7840028
捐赠科研通 2458019
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1308162
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 628456
版权声明 601706