基于非贵金属的单原子催化剂的激光合成,用于氧降解反应
Yang Sha1, Francis Moissinac1, Menghui Zhu2
1Department of Materials, School of Natural Sciences, The University of Manchester, Oxford Road, Manchester M13 9PL, U.K.
ACS applied materials & interfaces
|October 27, 2023
概括
本研究介绍了一种激光诱导的热激活方法,用于制造铁--碳 (Fe-N-C) 单原子催化剂 (SAC). 这种快速的技术增强了的保留,提高了活性点的密度,提高了氧降解反应 (ORR) 的性能,超过了催化剂.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 非贵金属单原子催化剂 (SAC) 为组金属提供了替代品.
- 具有Fe-N4活性位点的铁--碳 (Fe-N-C) 催化剂对氧降解反应 (ORR) 是有希望的.
- 从MOF中合成Fe-N-C催化剂的常规炉合成在高温下遭受气损失,从而降低了活性位点密度.
研究的目的:
- 开发一种快速的,固态的方法来制造高负荷的Fe-N-C SAC.
- 为了克服传统高温合成中的损失问题.
- 评估激光制造的Fe-N-C催化剂的ORR性能及其在空气电池 (ZAB) 中的应用.
主要方法:
- 激光诱导的热激活 (LITA) 铁前体吸收,碳化化化伊米达酸框架-8 (ZIF-8).
- 固态合成路线. 固态合成路线.
- 在性介质中对ORR进行电化学测试.
- 作为ZAB中的阴极催化剂的应用.
主要成果:
- 与炉子处理 (1.2 wt%) 相比,LITA有效地防止了气损失,实现了较高的Fe单原子负荷 (2.3 wt%).
- 合成的Fe-N-C催化剂在性介质中表现出优越的ORR半波潜力 (0.91V),而不是商业Pt/C (0.87V).
- 催化剂在ZAB中表现出极好的电化学性能.
- 通过LITA技术成功地合成了Co-N-C和Ni-N-C SACs.
结论:
- 激光诱导的热激活是一种有效和快速的方法,用于生产高质量的Fe-N-C SACs,使用增强的兴奋剂.
- 开发的Fe-N-C催化剂在ORR活动中超过商业Pt/C,并且对ZAB应用有前途.
- 该LITA方法是多功能合成各种非贵金属SACs.
更多相关视频
09:02Synthesis of Platinum-nickel Nanowires and Optimization for Oxygen Reduction Performance
Published on: April 27, 2018
7.8K
08:40Synthesis of Metal Nanoparticles Supported on Carbon Nanotube with Doped Co and N Atoms and its Catalytic Applications in Hydrogen Production
Published on: December 6, 2021
3.6K
相关概念视频
Oxidation of Alkenes: Syn Dihydroxylation with Osmium Tetraoxide
10.3K
Alkenes are converted to 1,2-diols or glycols through a process called dihydroxylation. It involves the addition of two hydroxyl groups across the double bond with two different stereochemical approaches, namely anti and syn. Dihydroxylation using osmium tetroxide progresses with syn stereochemistry.
10.3K
Oxidative Cleavage of Alkenes: Ozonolysis
10.5K
In ozonolysis, ozone is used to cleave a carbon–carbon double bond to form aldehydes and ketones, or carboxylic acids, depending on the work-up.
Ozone is a symmetrical bent molecule stabilized by a resonance structure.
Ozone is a symmetrical bent molecule stabilized by a resonance structure.
10.5K
