Angew: 懸挑碳籠上用於高效氧還原反應的單原子鐵催化劑

2020-12-06 EdgingCatalysis

DOI: 10.1002/anie.202002665

Title: SingleAtom Iron Catalysts on OverhangEave Carbon Cages for HighPerformance Oxygen Reduction Reaction

Link: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002665

摘要：

單原子催化劑已經引起了人們的廣泛關注，尤其是在電催化領域。然而，以往的工作大多集中在通過改善金屬負載來提高催化性能。催化劑的工程形態可以促進催化劑層間的質量傳遞，從而提高各活性中心的利用率，被認為是提高催化劑性能的有效途徑。本文利用氧還原反應(ORR)催化的二氧化矽介導的 MOF 模板化方法，設計了一種由單原子鐵離子修飾的懸挑屋簷結構。這種催化劑在鹼性和酸性電解質中具有優異的 ORR 性能，可與最先進的 Pt /c 催化劑相媲美，並優於迄今報導的大多數無貴金屬催化劑。這種活性來源於其豐富的邊緣結構，具有更多的三相邊界，反應物質量傳輸到可接近的單原子鐵中心(增加活性中心的利用率) ，這證明了這種合成方法的實用性。

圖文導讀：

Keypoint 1: 形貌表徵證明單原子的存在

Keypoint 2: ORR性質測試

Keypoint 3: Zn-Air 電池性能表徵驗證其應用前景

Keypoint 4: DFT計算表明Fe-N4-C是其電催化活性中心

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