Atomic Replacement of PtNi Nanoalloys within Zn-ZIF-8 for the Fabrication of a Multisite CO2 Reduction Electrocatalyst

催化作用 化学 电催化剂 纳米晶 金属 多金属氧酸盐 过渡金属 烧结 多相催化 化学工程 无机化学 纳米技术 物理化学 材料科学 有机化学 电化学 工程类 电极
作者
Xiaolu Wang,Ninghua Fu,Jincheng Liu,Ke Yu,Zhi Li,Zhongfei Xu,Liang Xiao,Peng Zhu,Chenliang Ye,Awu Zhou,Ang Li,Lirong Zheng,Huijuan Liu,Chen Chen,Dingsheng Wang,Qing Peng,Yadong Li
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:144 (50): 23223-23229 被引量:68
标识
DOI:10.1021/jacs.2c11497
摘要

Exploring the transformation/interconversion pathways of catalytic active metal species (single atoms, clusters, nanoparticles) on a support is crucial for the fabrication of high-efficiency catalysts, the investigation of how catalysts are deactivated, and the regeneration of spent catalysts. Sintering and redispersion represent the two main transformation modes for metal active components in heterogeneous catalysts. Herein, we established a novel solid-state atomic replacement transformation for metal catalysts, through which metal atoms exchanged between single atoms and nanoalloys to form a new set of nanoalloys and single atoms. Specifically, we found that the Ni of the PtNi nanoalloy and the Zn of the ZIF-8-derived Zn1 on nitrogen-doped carbon (Zn1-CN) experienced metal interchange to produce PtZn nanocrystals and Ni single atoms (Ni1-CN) at high temperature. The elemental migration and chemical bond evolution during the atomic replacement displayed a Ni and Zn mutual migration feature. Density functional theory calculations revealed that the atomic replacement was realized by endothermically stretching Zn from the CN support into the nanoalloy and exothermically trapping Ni with defects on the CN support. Owing to the synergistic effect of the PtZn nanocrystal and Ni1-CN, the obtained (PtZn)n/Ni1-CN multisite catalyst showed a lower energy barrier of CO2 protonation and CO desorption than that of the reference catalysts in the CO2 reduction reaction (CO2RR), resulting in a much enhanced CO2RR catalytic performance. This unique atomic replacement transformation was also applicable to other metal alloys such as PtPd.
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
Ship完成签到,获得积分10
2秒前
qqz发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
长情伊应助摸鱼之神采纳,获得10
3秒前
钱塘郎中完成签到,获得积分0
3秒前
蓝草完成签到,获得积分10
3秒前
今天又学明白了完成签到 ,获得积分20
4秒前
flyoverstack发布了新的文献求助10
7秒前
上官若男应助XXXX采纳,获得10
7秒前
danyi发布了新的文献求助20
7秒前
7秒前
皮卡丘完成签到,获得积分10
8秒前
机灵的鲜花完成签到,获得积分10
8秒前
SciGPT应助现实的南烟采纳,获得10
9秒前
程程完成签到 ,获得积分10
10秒前
qqz完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
我是老大应助kyfw采纳,获得10
10秒前
Ava应助Fjj采纳,获得10
11秒前
叮叮发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
123发布了新的文献求助10
12秒前
清爽的采萱完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
15秒前
Jasper应助机灵的鲜花采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
17秒前
yuanzi发布了新的文献求助10
17秒前
橙c美式发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
19秒前
19秒前
奇点完成签到,获得积分10
21秒前
皮卡丘发布了新的文献求助10
21秒前
52705完成签到,获得积分10
22秒前
kyfw发布了新的文献求助10
22秒前
呆瓜发布了新的文献求助10
22秒前
ddd发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
The Young builders of New china : the visit of the delegation of the WFDY to the Chinese People's Republic 1000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary 500
COSMETIC DERMATOLOGY & SKINCARE PRACTICE 388
Case Research: The Case Writing Process 300
Global Geological Record of Lake Basins 300
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 3141929
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2792912
关于积分的说明 7804490
捐赠科研通 2449236
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1303108
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 626771
版权声明 601291