Catalysts by pyrolysis: Transforming metal-organic frameworks (MOFs) precursors into metal-nitrogen-carbon (M-N-C) materials

热解 催化作用 金属有机骨架 材料科学 电催化剂 碳纤维 化学工程 金属 过渡金属 化学 有机化学 吸附 冶金 电化学 复合材料 复合数 电极 物理化学 工程类
作者
Ying Huang,Yechuan Chen,Mingjie Xu,Alvin Ly,Albert Gili,Eamonn Murphy,Tristan Asset,Yuanchao Liu,Vincent De Andrade,Carlo U. Segre,Alex Deriy,Francesco De Carlo,Martin Kunz,Aleksander Gurlo,Xiaoqing Pan,Plamen Atanassov,Iryna V. Zenyuk
出处
期刊:Materials Today [Elsevier]
卷期号:69: 66-78 被引量:117
标识
DOI:10.1016/j.mattod.2023.08.007
摘要

Metal-organic framework (MOF) materials are promising precursors to transition into metal-nitrogen-carbon (M-N-C) catalysts with high catalytic performance. Pyrolysis is one of the most common ways to convert MOFs into electrically conductive MOF-derived M-N-C catalysts. General interests in using MOFs as precursors derive from changing the MOFs' porous structure into the carbonaceous frame. However, this favorable structure is not always maintained, with the reason unidentified since pyrolysis is currently still more of an empirical process. Understanding the pyrolysis processes leading to the transformation of MOFs into M-N-C catalysts is essential to broaden the development of MOF-derived catalysts. We report here complete chemical and morphological evolution and transformation of two commercial MOFs with the same sodalite topology, the ZIF-8 and ZIF-67, via series of in situ and ex situ techniques. The results reveal that the structure of the ZIF-67 collapses after the pyrolysis due to the graphitization of the carbon. Graphitization is catalyzed by the metallic cobalt particles formed when the temperature rose above 460 °C. The ZIF-8 was found to be a promising precursor material since most of the metal evaporates at the early stages and does not aggregate to form metal particles. However, the insufficient metal-N active sites and intrinsic low electrocatalysis availability of Zn limit the performance of the final catalyst. To maintain the porous structure of MOFs it is important to control the metal species and prevent them from agglomeration. Direct utilization of high-concentration MOFs as pyrolysis precursors is not recommended without rational design to inhibit agglomeration and graphitization that are undesirable for catalyst 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
乾乾发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
ZZ完成签到,获得积分10
1秒前
B哥完成签到,获得积分10
2秒前
情怀应助HJJHJH采纳,获得10
2秒前
2秒前
dxh发布了新的文献求助10
3秒前
李粉艳发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
惜云发布了新的文献求助10
5秒前
彭于晏应助lina采纳,获得10
6秒前
科研通AI6应助圆润润呐采纳,获得10
6秒前
忐忑的天真完成签到 ,获得积分10
7秒前
刘喜宇发布了新的文献求助10
8秒前
科研通AI2S应助yq采纳,获得10
9秒前
贝贝托发布了新的文献求助10
9秒前
无限鞅发布了新的文献求助10
9秒前
wu完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
福西西完成签到,获得积分20
10秒前
糖栗子完成签到,获得积分10
11秒前
大模型应助xxxx采纳,获得10
12秒前
喂鱼完成签到 ,获得积分10
12秒前
夷陵老祖胃无限完成签到,获得积分0
13秒前
科研通AI6应助当当采纳,获得10
14秒前
123完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
大模型应助寸愿采纳,获得10
15秒前
星辰大海应助ChenYifei采纳,获得10
16秒前
16秒前
Q同学完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
Ankher发布了新的文献求助100
17秒前
18秒前
18秒前
111完成签到 ,获得积分10
18秒前
李静发布了新的文献求助10
18秒前
科研通AI2S应助Cynicism采纳,获得10
18秒前
莳柒发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
高分求助中
Encyclopedia of Quaternary Science Third edition 2025 12000
(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
HIGH DYNAMIC RANGE CMOS IMAGE SENSORS FOR LOW LIGHT APPLICATIONS 1500
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Beyond the sentence : discourse and sentential form / edited by Jessica R. Wirth 600
Holistic Discourse Analysis 600
Vertébrés continentaux du Crétacé supérieur de Provence (Sud-Est de la France) 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5343316
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4478987
关于积分的说明 13941205
捐赠科研通 4375914
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2404365
邀请新用户注册赠送积分活动 1396915
关于科研通互助平台的介绍 1369240