层次性多孔化碳支持的单原子铁催化剂的组装-发泡合成,以有效减少氧气
Zeyu Hu1, Cancan Li1, Yaqian Lin1
1Particle Engineering Laboratory (China Petroleum and Chemical Industry Federation), School of Chemical and Environmental Engineering, College of Chemistry, Chemical Engineering and Materials Science, Soochow University, Suzhou 215123 Jiangsu, PR China.
Journal of colloid and interface science
|January 17, 2025
概括
我们开发了一种新方法,用于制造氧降解反应 (ORR) 的先进催化剂. 这些催化剂具有层次的孔隙和单原子铁位点,与基催化剂相比,显示出更高的性能.
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:
- 高性能电催化剂对于氧降解反应 (ORR) 应用至关重要.
- 合成具有暴露活性位点和高效质量转移的层次性多孔结构仍然是一个挑战.
研究的目的:
- 开发一种新的装配泡策略,用于制造层次性多孔的化碳支持的单原子铁催化剂.
- 调查ORR.这些催化剂的结构-活性关系.
主要方法:
- 在一个块共聚合物F127/resol组装系统中使用Fe3+/histidine复合物.
- 采用组装泡过程来产生层次的孔隙和FeNx位点.
- 具有孔隙性,表面积和FeNx分布点的材料特征.
主要成果:
- 合成有层次的多孔碳材料,具有相互连接的巨孔,中孔和微孔.
- 取得了较大的表面积 (534-970 m2 g-1) 和孔隙体积 (0.68-1.04 cm3 g-1).
- 与商业Pt/C相比,优化的催化剂表现出优越的ORR活性 (启动电位1.03V,半波电位0.89V) 和稳定性.
结论:
- 这种新的组装发泡策略成功地生产了分层多孔的化碳支持的单原子铁催化剂.
- 催化剂的增强ORR性能归因于分层孔结构和丰富的FeNx活性位点的协同效应.
- 双层电容和ORR活动之间的正相关性凸显了孔隙结构的重要性.
