Rapid Synthesis and Microenvironment Optimization of Hierarchical Porous Fe─N─C Catalysts for Enhanced ORR in Microbial Fuel Cells

催化作用 沸石咪唑盐骨架 产量(工程) 化学工程 咪唑酯 吸附 多孔性 材料科学 化学 热解 纳米技术 无机化学 金属有机骨架 物理化学 有机化学 冶金 工程类
作者
Bolong Jiang,Nan Jiang,Yanyan Cui,Huan Wang,Geng Zhang,Jiayou Li,Yuhan Zhang
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:11 (31): e2402610-e2402610 被引量:18
标识
DOI:10.1002/advs.202402610
摘要

Abstract Here, an approach to produce a hierarchical porous Fe‐N‐C@TABOH catalyst with densely accessible high intrinsic active FeN x sites is proposed. The method involves a single‐step pyrolysis of Zn/Fe‐zeolitic imidazolate framework (Zn/Fe‐ZIF‐H) with tetrabutylammonium hydroxide (TABOH) micelles, which is obtained by utilizing TABOH as a structural template and electronic mediator at room temperature for a brief duration of 16 min. Notably, the yield of Zn/Fe‐ZIF‐H is 3.5 times that of Zn/Fe‐ZIF‐N prepared by conventional method. Results indicate that in addition to expediting synthesis and increasing yield of the Zn/Fe‐ZIF‐H, the TABOH induces a hierarchical porous structure and fosters the formation of more and higher intrinsic active FeN x moieties in Fe x ‐N‐C@TABOH, showing that TABOH is a multifunctional template. Crucially, the increased mesoporosity/external surface area and optimized microenvironment of Fe‐N‐C@TABOH significantly enhance ORR activity by facilitating the formation of high intrinsic active FeN x sites, increasing accessible FeN x sites, and reducing mass transfer resistance. Through structure tailoring and microenvironment optimization, the resulting Fe‐N‐C@TABOH exhibits superior ORR performance. DFT calculation further validates that the synergistic effect of these two factors leads to low ORR barrier and optimized * OH adsorption energy. This study underscores the importance of structure and electronic engineering in the development of highly active ORR catalysts.
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
刚刚
kaka091完成签到,获得积分10
1秒前
半农应助张晨采纳,获得50
1秒前
2秒前
魔幻雨梅发布了新的文献求助10
2秒前
小鱼完成签到 ,获得积分10
3秒前
文文发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
cq完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
4秒前
后知后觉完成签到,获得积分10
4秒前
Tao完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
大个应助qqy采纳,获得10
4秒前
5秒前
搁浅完成签到,获得积分10
5秒前
周周有一只很丑的熊完成签到,获得积分10
5秒前
知乐完成签到,获得积分10
6秒前
所所应助vapour采纳,获得10
6秒前
无奈又晴发布了新的文献求助10
6秒前
冷傲的罡完成签到,获得积分20
6秒前
李龙波发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
nine2652完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
dew应助高小明采纳,获得10
7秒前
7秒前
甜美的瑾瑜完成签到,获得积分10
7秒前
和谐断天发布了新的文献求助10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
7秒前
qee完成签到,获得积分20
7秒前
默默发布了新的文献求助10
8秒前
djshao发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
dg完成签到,获得积分10
9秒前
kaka应助涟漪采纳,获得10
9秒前
勤劳白翠完成签到,获得积分10
9秒前
wwwwww完成签到,获得积分10
9秒前
123完成签到,获得积分10
9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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
A Practical Introduction to Regression Discontinuity Designs 2000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
二氧化碳加氢催化剂——结构设计与反应机制研究 660
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5659029
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4825538
关于积分的说明 15084770
捐赠科研通 4817717
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2578307
邀请新用户注册赠送积分活动 1532998
关于科研通互助平台的介绍 1491715