哈工程/石大Small:通过缺陷Co-N-C电催化剂与石墨烯量子点的协调工程促进氧还原反应 2023年10月21日 下午1:58 • 头条, 百家, 顶刊 • 阅读 8 开发用于氧还原反应(ORR)的M-N-C电催化剂对于氢氧燃料电池和金属空气电池的应用具有重要意义。基于此,哈尔滨工程大学范壮军教授,中国石油大学黄毅超教授,任浩副教授(共同通讯作者)等人开发了一种协调工程策略,通过将富氧石墨烯量子点(GQD)接枝到沸石咪唑骨架(ZIF)前体上来提高Co-N-C电催化剂的ORR动力学和稳定性。优化的富氧GQD功能化Co-N-C(G-CoNOC)电催化剂表现出更高的质量比活性,并且在200 h后仍保持90.0 %的稳定性。 作者通过DFT计算深入研究了G-CoNOC的ORR活性和耐久性的潜在机制,分别构建了五个具有代表性的催化剂模型(Co-N4, Co-N3-O, Co-N2-O2, Co-N-O3和Co-O4),研究了ORR和H2O2还原反应的基本步骤。 计算结果表明,ORR的速率决定步骤为*OH + e– → OH– + *,其中Co-N2-O2的过电位最小为0.71 eV。ORR的过电位和d带中心呈现火山图关系,与Co-N4、Co-N3-O和Co-N-O3相比,O配位降低了Co-N2-O2的d带中心。根据Sabatier原理,反应中间体的适度吸附和脱附能有利于催化反应。 为了研究H2O2还原反应的催化活性,本文进一步计算了OOH–中间体的吸附能,O配位增加了ΔEOOH-,说明H2O2容易被捕获并吸附在活性位点上。总之,GQDs可以有效地优化Co-N2-O2活性位点的电子结构,以实现所需的OOH–吸附能,从而通过进一步促进H2O2还原来提高ORR动力学和稳定性。 Coordination Engineering of Defective Cobalt-Nitrogen-Carbon Electrocatalysts with Graphene Quantum Dots for Boosting Oxygen Reduction Reaction. Small, 2023, DOI: 10.1002/smll.202207227. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202207227. 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/21/2c111b35c9/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 北化工宋宇飞ACS Catalysis:NiFe-LDH负载单原子高效电催化整体水分解 2023年9月23日 慕尼黑工业大学/华东师范大学,今日Science! 2024年1月26日 大连化物所汪国雄Angew.: C2+产物产率大提升!对Cu2P2O7进行电化学重构以促进CO2RR 2023年10月17日 70年来首位,这项国际科学大奖花落中国! 2023年11月16日 ACS Energy Lett.:利用等离子体放电在碳酸水中将CO2还原为高级碳氢化合物 2023年10月18日 王定胜团队,最新Angew.! 2023年10月6日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交