Construction of Dual-Atom Fe via Face-to-Face Assembly of Molecular Phthalocyanine for Superior Oxygen Reduction Reaction

酞菁 对偶(语法数字) 氧还原反应 Atom(片上系统) 面子(社会学概念) 氧原子 氧气 光化学 还原(数学) 化学 分子氧 氧还原 材料科学 组合化学 计算机科学 分子 有机化学 嵌入式系统 物理化学 几何学 数学 社会学 艺术 文学类 电化学 社会科学 电极
作者
Anuj Kumar,Kai Sun,Xinxuan Duan,Shubo Tian,Xiaoming Sun
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:34 (12): 5598-5606 被引量:41
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.2c00775
摘要

Porphyry-type aromatic macrocycles such as metallo-phthalocyanines and metallo-porphyrins as single-atomic-site catalysts usually have good catalytic oxygen reduction reaction (ORR) performance. However, the construction of dual active sites using these molecules and the interaction between the active sites have not been much explored. Herein, we developed a facile approach to construct the dual-atom Fe by organizing the face-to-face self-assembly of molecular iron phthalocyanine (FePc) and transforming it into nanorod-like architectures under microwave irradiation. The (001)-oriented growth induced by strong intermolecular π–π-stacking to frame the stable-phase FePc was observed in the self-assembled FePc nanorods. The nanorods exhibited superior ORR performance than molecular FePc and state-of-the-art 20% Pt/C in alkaline media (260 and 60 mV positive shifting in half-wave potential compared with the molecular FePc/C and 20% Pt/C). Theoretical studies on crystal structures and reaction mechanisms revealed that the self-tailored space (4.92) between two neighboring Fe active sites facilitated mutual coordination with dioxygen by forming a dual-atom Fe species of a trans-bridged peroxo adduct (Fe–O–O–Fe), which favored the cleavage of the O–O bond and the release of OH* intermediates, resulting in an increase in ORR activity. This investigation revealed the possibility of enhancing the electrocatalysts' performances by assembly and tailoring of the active sites' interactions.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
朴实的飞鸟完成签到,获得积分10
刚刚
lx完成签到,获得积分10
1秒前
吾妻小郭发布了新的文献求助10
1秒前
儒雅致远发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
2秒前
酷波er应助黎小静采纳,获得10
3秒前
3秒前
十一发布了新的文献求助10
3秒前
LDDD完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
脑袋凹凹应助gjww采纳,获得500
4秒前
Xu发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
顾矜应助开心的发箍采纳,获得10
5秒前
小鹿完成签到,获得积分10
5秒前
科研通AI6.3应助ninini采纳,获得10
6秒前
笨笨的不凡完成签到,获得积分10
6秒前
Ms完成签到,获得积分10
7秒前
温暖白昼完成签到,获得积分10
7秒前
英姑应助朴实的飞鸟采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
曹小妍完成签到,获得积分20
8秒前
十一完成签到,获得积分10
8秒前
科研通AI6.3应助lx采纳,获得10
8秒前
szh发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
烟花应助my采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
科研通AI6.4应助yang采纳,获得20
9秒前
qaq完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
LordAsriel完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
儒雅致远完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7299311
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8917838
关于积分的说明 18884467
捐赠科研通 6964205
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210849
关于科研通互助平台的介绍 2380218
邀请新用户注册赠送积分活动 2187473