Size-controlled large-diameter and few-walled carbon nanotube catalysts for oxygen reduction

催化作用 碳纳米管 碳纤维 材料科学 金属 氮气 形态学(生物学) 过渡金属 化学工程 兴奋剂 氧还原 氧气 比表面积 电化学 无机化学 纳米技术 化学 电极 复合材料 冶金 有机化学 物理化学 复合数 工程类 生物 遗传学 光电子学
作者
Xianliang Wang,Qing Li,Hengyu Pan,Ye Lin,Yujie Ke,Haiyang Sheng,Mark T. Swihart,Gang Wu
出处
期刊:Nanoscale [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:7 (47): 20290-20298 被引量:110
标识
DOI:10.1039/c5nr05864c
摘要

We demonstrate a new strategy for tuning the size of large-diameter and few-walled nitrogen-doped carbon nanotubes (N-CNTs) from 50 to 150 nm by varying the transition metal (TM = Fe, Co, Ni or Mn) used to catalyze graphitization of dicyandiamide. Fe yielded the largest tubes, followed by Co and Ni, while Mn produced a clot-like carbon morphology. We show that morphology is correlated with electrocatalytic activity for the oxygen reduction reaction (ORR). A clear trend of Fe > Co > Ni > Mn for the ORR catalytic activity was observed, in both alkaline media and more demanding acidic media. The Fe-derived N-CNTs exhibited the highest BET (∼870 m(2) g(-1)) and electrochemically accessible (∼450 m(2) g(-1)) surface areas and, more importantly, the highest concentration of nitrogen incorporated into the carbon planes. Thus, in addition to the intrinsic high activity of Fe-derived catalysts, the high surface area and nitrogen doping contribute to high ORR activity. This work, for the first time, demonstrates size-controlled synthesis of large-diameter N-doped carbon tube electrocatalysts by varying the metal used in N-CNT generation. Electrocatalytic activity of the Fe-derived catalyst is already the best among studied metals, due to the high intrinsic activity of possible Fe-N coordination. This work further provides a promising route to advanced Fe-N-C nonprecious metal catalysts by generating favorable morphology with more active sites and improved mass transfer.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
cctv18给Lonala的求助进行了留言
1秒前
Jasper应助欢喜念双采纳,获得10
3秒前
5秒前
北冥有鱼发布了新的文献求助10
5秒前
rzzz完成签到,获得积分10
5秒前
7秒前
HOU完成签到,获得积分10
7秒前
Hello应助龙加可采纳,获得10
8秒前
艾克盐滴小白完成签到,获得积分10
8秒前
10秒前
坚强丹雪发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
16秒前
GRG完成签到 ,获得积分10
23秒前
Gin完成签到,获得积分10
24秒前
韩涵完成签到 ,获得积分10
25秒前
打打应助哈哈哈嗝采纳,获得10
26秒前
爱爱完成签到 ,获得积分10
28秒前
雪雪子哇关注了科研通微信公众号
35秒前
英姑应助JosephCobb采纳,获得10
36秒前
花与爱完成签到,获得积分10
37秒前
坚定黑夜完成签到,获得积分10
41秒前
45秒前
46秒前
今后应助zc采纳,获得10
48秒前
CHB只争朝夕完成签到 ,获得积分10
49秒前
taipingyang发布了新的文献求助10
51秒前
51秒前
朱笑白发布了新的文献求助20
51秒前
luvian完成签到 ,获得积分10
54秒前
lulu完成签到,获得积分10
55秒前
小~杰完成签到,获得积分10
56秒前
LYT发布了新的文献求助30
58秒前
1分钟前
快乐东蒽完成签到,获得积分10
1分钟前
细腻半山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Ava应助娇气的觅儿采纳,获得10
1分钟前
友好诗霜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
慕青应助hk1900采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Teaching Social and Emotional Learning in Physical Education 900
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
Chinese-English Translation Lexicon Version 3.0 500
Recherches Ethnographiques sue les Yao dans la Chine du Sud 500
Two-sample Mendelian randomization analysis reveals causal relationships between blood lipids and venous thromboembolism 500
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 460
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2397121
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2099007
关于积分的说明 5290650
捐赠科研通 1826671
什么是DOI,文献DOI怎么找? 910582
版权声明 560023
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 486752