General synthesis and definitive structural identification of MN4C4 single-atom catalysts with tunable electrocatalytic activities

催化作用 合理设计 石墨烯 电化学 过渡金属 部分 组合化学 材料科学 纳米技术 密度泛函理论 Atom(片上系统) 化学 计算机科学 无机化学 计算化学 物理化学 嵌入式系统 有机化学 电极 立体化学
作者
Huilong Fei,Juncai Dong,Yexin Feng,Christopher S. Allen,Chengzhang Wan,Boris Volosskiy,Mufan Li,Zipeng Zhao,Yiliu Wang,Hongtao Sun,Pengfei An,Wenxing Chen,Zhiying Guo,Chain Lee,Dongliang Chen,Imran Shakir,Mingjie Liu,Tiandou Hu,Yadong Li,Angus I. Kirkland
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:1 (1): 63-72 被引量:1950
标识
DOI:10.1038/s41929-017-0008-y
摘要

Single-atom catalysts (SACs) have recently attracted broad research interest as they combine the merits of both homogeneous and heterogeneous catalysts. Rational design and synthesis of SACs are of immense significance but have so far been plagued by the lack of a definitive correlation between structure and catalytic properties. Here, we report a general approach to a series of monodispersed atomic transition metals (for example, Fe, Co, Ni) embedded in nitrogen-doped graphene with a common MN4C4 moiety, identified by systematic X-ray absorption fine structure analyses and direct transmission electron microscopy imaging. The unambiguous structure determination allows density functional theoretical prediction of MN4C4 moieties as efficient oxygen evolution catalysts with activities following the trend Ni > Co > Fe, which is confirmed by electrochemical measurements. Determination of atomistic structure and its correlation with catalytic properties represents a critical step towards the rational design and synthesis of precious or nonprecious SACs with exceptional atom utilization efficiency and catalytic activities. Atomically dispersed metal catalysts are of increasing importance in many catalytic processes, but clear structural identification is challenging. Here, a general synthesis of metal (nickel, iron and cobalt) single-atom catalysts on nitrogen-doped graphene allows the authors to identify a common structure and furthermore correlate structure with electrocatalytic activity.
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
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
张来完成签到 ,获得积分10
5秒前
alexlpb完成签到,获得积分10
5秒前
王kk完成签到 ,获得积分10
6秒前
柯北完成签到,获得积分10
6秒前
搬砖的化学男完成签到 ,获得积分0
7秒前
浊轶完成签到 ,获得积分10
8秒前
Rachel完成签到 ,获得积分10
10秒前
maclogos完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
ok123完成签到 ,获得积分0
14秒前
与你发布了新的文献求助10
20秒前
春春完成签到,获得积分10
33秒前
与你完成签到,获得积分10
35秒前
xiaobin完成签到 ,获得积分10
35秒前
dy完成签到,获得积分10
38秒前
飞飞wolf完成签到,获得积分10
53秒前
王怡然完成签到 ,获得积分10
55秒前
白白不喽完成签到 ,获得积分10
59秒前
1分钟前
maomao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ybheart完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
ybheart发布了新的文献求助10
1分钟前
xuexixiaojin完成签到 ,获得积分10
1分钟前
维生素CCC完成签到 ,获得积分10
1分钟前
rudjs完成签到,获得积分10
1分钟前
roundtree完成签到 ,获得积分0
1分钟前
AKRAMJUAIM完成签到,获得积分10
1分钟前
尽快毕业完成签到 ,获得积分10
1分钟前
余问芙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
sea完成签到 ,获得积分10
1分钟前
zhangpeipei完成签到,获得积分10
1分钟前
等待冰之完成签到 ,获得积分10
1分钟前
涵青夏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
xdc完成签到,获得积分10
1分钟前
大呲花完成签到,获得积分10
1分钟前
英姑应助沉默安波采纳,获得10
1分钟前
lll发布了新的文献求助10
1分钟前
Harlotte完成签到 ,获得积分0
1分钟前
高分求助中
(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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6523218
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8316260
关于积分的说明 17793719
捐赠科研通 5625223
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2928180
邀请新用户注册赠送积分活动 1904872
关于科研通互助平台的介绍 1765054