MOF-Derived Cobalt Nanoparticles with Dispersed Iron Phthalocyanines as Bifunctional Oxygen Electrocatalysts

双功能 纳米颗粒 过电位 电催化剂 催化作用 酞菁 析氧 氧气 化学 纳米材料 咪唑酯 吸附 双功能催化剂 纳米技术 碳纤维 材料科学 化学工程 无机化学 有机化学 电化学 电极 工程类 物理化学 复合材料 复合数
作者
Jie Liu,Qiuhong Sun,Ye Qiu,Junliang Chen,Yi Wu,Yongjie Ge,Linjie Zhang,Zhi Yang,Jinjie Qian
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:12 (11): 4779-4788 被引量:15
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.4c00459
摘要

Iron phthalocyanine (FePc), characterized by its distinctive Fe–N4 sites, represents a macromolecular catalyst with promising applications in bifunctional oxygen catalysis. However, its inherently flat and symmetrical configuration often results in relatively weak electrocatalytic performance. In this study, a novel approach was employed by first anchoring the Co-based zeolitic imidazolate framework onto microsized carbon spheres derived from a Zn-based coordination polymer, followed by the incorporation of dispersed FePc molecules. The resultant catalyst, denoted as FePc-CoNC-CMS, exhibited remarkable bifunctional oxygen reduction reaction/oxygen evolution reaction (ORR/OER) activity in an alkaline medium, notably achieving a half-wave potential of 0.87 V and an overpotential of 313 mV at 10 mA cm–2. Both experimental and theoretical investigations revealed that the presence of FePc on the cobalt surface induced significant alterations in the electron distribution within the Fe center, thereby regulating the adsorption affinity of Fe–N4 sites toward oxygen. This structural modification led to outstanding bifunctional activity. When applied in zinc–air batteries, it demonstrated an excellent power density of 147.6 mW cm–2 and satisfactory charge–discharge stability over a period of 70 h at 10 mA cm–2. This pioneering work integrates metal–organic framework-derived metal–carbon nanomaterials with macromolecular catalysts, offering a novel and efficient pathway for multifunctional applications.
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
刚刚
虫虫发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
Orange应助WQC采纳,获得10
1秒前
九漓漓关注了科研通微信公众号
1秒前
Yuan88发布了新的文献求助30
1秒前
zw完成签到 ,获得积分10
1秒前
平淡的匕发布了新的文献求助10
1秒前
benben发布了新的文献求助10
1秒前
dorLi完成签到,获得积分10
2秒前
utln发布了新的文献求助10
2秒前
zwx0201完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
吴糖气泡水完成签到,获得积分10
2秒前
务觅应助zy采纳,获得30
2秒前
Orange应助忐忑的井采纳,获得10
2秒前
福安完成签到,获得积分10
2秒前
可爱的函函应助忐忑的井采纳,获得10
2秒前
昏睡的凝海完成签到,获得积分10
3秒前
null应助丝绒采纳,获得10
3秒前
LYL发布了新的文献求助10
3秒前
牧友安完成签到,获得积分10
3秒前
万能图书馆应助laala采纳,获得10
4秒前
所所应助laala采纳,获得10
4秒前
4秒前
可爱的函函应助陆玖笙采纳,获得10
4秒前
Yuan88发布了新的文献求助10
5秒前
在水一方应助HITvagary采纳,获得10
5秒前
jiangshunyang发布了新的文献求助10
5秒前
JERRY完成签到 ,获得积分10
6秒前
宁宁完成签到,获得积分10
6秒前
英俊的铭应助求助采纳,获得10
6秒前
MSY完成签到,获得积分10
7秒前
youta完成签到,获得积分10
8秒前
充电宝应助江小霜采纳,获得10
8秒前
8秒前
刘致远发布了新的文献求助10
8秒前
chenyu9620完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
HD完成签到,获得积分10
10秒前
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
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
The role of consumer psychology in the marketing strategies of pop mart in Thailand 500
Photothermal Science and Techniques 500
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 7722887
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9275969
关于积分的说明 20113926
捐赠科研通 7299400
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3301039
关于科研通互助平台的介绍 2454525
邀请新用户注册赠送积分活动 2308498