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来源:催化计收集编辑:学研汇
担载于固体材料的单原子催化剂受到人们的广泛关注,但是合理的设计高活性单原子催化剂仍非常困难,特别是催化活性位点的结构确定和催化剂的基底效应。有鉴于此,中科院大连化物所章福祥(Fuxiang Zhang)、西北工业大学段志遥(Zhiyao Duan)等报道通过DFT理论计算设计筛选一系列不同金属酞菁,筛选并在碳纳米管上修饰单原子Co酞菁催化剂,用于选择性ORR电催化。本文要点
要点1. 与传统的单原子异相催化剂不同,通过杂化单原子催化剂能够更好的设计筛选催化剂,理解ORR电催化机理。通过这种方法优化得到的Co单原子催化剂具有比均相催化剂更好的2e- ORR选择性和催化活性。
要点2. 电催化合成H2O2的起始电势为~0.85 V,H2O2选择性达到95 %。当单原子Co电极作为空气电极构筑空气呼吸流动电池器件,25 h连续工作的ORR的电流密度达到300 mA cm-2,法拉第效率超过90 %。
Wenjun Fan, Zhiyao Duan, Wei Liu, Rashid Mehmood, Jiating Qu, Yucheng Cao, Xiangyang Guo, Jun Zhong & Fuxiang Zhang, Rational design of heterogenized molecular phthalocyanine hybrid single-atom electrocatalyst towards two-electron oxygen reduction.Nat Commun 14, 1426 (2023).DOI: 10.1038/s41467-023-37066-yhttps://www.nature.com/articles/s41467-023-37066-y加微信群方式:添加编辑微信18065920782,备注:姓名-单位-研究方向(无备注请恕不通过),由编辑审核后邀请入群。原位XPS、原位XRD、原位Raman、原位FTIR