Precursor-mediated in situ growth of hierarchical N-doped graphene nanofibers confining nickel single atoms for CO 2 electroreduction

石墨烯 材料科学 碳纳米纤维 化学气相沉积 纳米颗粒 化学工程 纳米技术 电化学 碳纤维 纳米纤维 无机化学 碳纳米管 电极 化学 物理化学 复合材料 冶金 工程类 复合数
作者
Huan Wang,Youzeng Li,Maoyu Wang,Shan Chen,Meng Yao,Jialei Chen,Xuelong Liao,Yiwen Zhang,Xuan Lu,Edward Matios,Jianmin Luo,Wei Zhang,Zhenxing Feng,Jichen Dong,Yunqi Liu,Weiyang Li
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [Proceedings of the National Academy of Sciences]
卷期号:120 (14) 被引量:7
标识
DOI:10.1073/pnas.2219043120
摘要

Despite the various strategies for achieving metal-nitrogen-carbon (M-N-C) single-atom catalysts (SACs) with different microenvironments for electrochemical carbon dioxide reduction reaction (CO2RR), the synthesis-structure-performance correlation remains elusive due to the lack of well-controlled synthetic approaches. Here, we employed Ni nanoparticles as starting materials for the direct synthesis of nickel (Ni) SACs in one spot through harvesting the interaction between metallic Ni and N atoms in the precursor during the chemical vapor deposition growth of hierarchical N-doped graphene fibers. By combining with first-principle calculations, we found that the Ni-N configuration is closely correlated to the N contents in the precursor, in which the acetonitrile with a high N/C ratio favors the formation of Ni-N3, while the pyridine with a low N/C ratio is more likely to promote the evolution of Ni-N2. Moreover, we revealed that the presence of N favors the formation of H-terminated edge of sp2 carbon and consequently leads to the formation of graphene fibers consisting of vertically stacked graphene flakes, instead of the traditional growth of carbon nanotubes on Ni nanoparticles. With a high capability in balancing the *COOH formation and *CO desorption, the as-prepared hierarchical N-doped graphene nanofibers with Ni-N3 sites exhibit a superior CO2RR performance compared to that with Ni-N2 and Ni-N4 ones.
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
yzk发布了新的文献求助10
1秒前
天天快乐应助心海采纳,获得10
1秒前
1秒前
Docgyj完成签到 ,获得积分0
2秒前
研友_LaV1xn完成签到,获得积分10
2秒前
木mu完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
贪玩的秋柔应助sdsfsd采纳,获得10
3秒前
老年人完成签到,获得积分10
5秒前
大灰狼完成签到 ,获得积分10
5秒前
研途顺利发布了新的文献求助10
6秒前
Marksman497发布了新的文献求助10
6秒前
狮山轨迹发布了新的文献求助10
6秒前
77完成签到,获得积分10
6秒前
一支欣母沛完成签到,获得积分10
7秒前
SunnyYim完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
8秒前
成就若颜应助旷野采纳,获得10
8秒前
8秒前
脑洞疼应助留香采纳,获得10
9秒前
简默发布了新的文献求助10
9秒前
夏秋完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
yuanyuan完成签到,获得积分10
11秒前
munire发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
景泉发布了新的文献求助10
12秒前
在水一方应助夏秋采纳,获得10
13秒前
研途顺利完成签到,获得积分20
13秒前
NexusExplorer应助酷炫访风采纳,获得10
14秒前
kangkang发布了新的文献求助10
14秒前
心海发布了新的文献求助10
15秒前
AAAfuwj完成签到,获得积分10
15秒前
在水一方应助旷野采纳,获得10
16秒前
wgw完成签到 ,获得积分10
16秒前
16秒前
17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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 2000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
晋绥日报合订本24册(影印本1986年)【1940年9月–1949年5月】 1000
Social Cognition: Understanding People and Events 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6032705
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7722753
关于积分的说明 16201263
捐赠科研通 5179362
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2771782
邀请新用户注册赠送积分活动 1755051
关于科研通互助平台的介绍 1640057