Second-Shell N Dopants Regulate Acidic O2 Reduction Pathways on Isolated Pt Sites

化学 掺杂剂 催化作用 电化学 选择性 拉曼光谱 Atom(片上系统) 铂金 无机化学 纳米技术 电极 物理化学 兴奋剂 有机化学 材料科学 计算机科学 光学 嵌入式系统 物理 光电子学
作者
Baoxin Ni,Peng Shen,Guiru Zhang,Jiajun Zhao,Honghe Ding,Yifan Ye,Zhouying Yue,Hui Yang,Hao Wei,Kun Jiang
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
被引量:9
标识
DOI:10.1021/jacs.3c14186
摘要

Pt is a well-known benchmark catalyst in the acidic oxygen reduction reaction (ORR) that drives electrochemical O2-to-H2O conversion with maximum chemical energy-to-electricity efficiency. Once dispersing bulk Pt into isolated single atoms, however, the preferential ORR pathway remains a long-standing controversy due to their complex local coordination environment and diverse site density over substrates. Herein, using a set of carbon nanotube supported Pt–N–C single-atom catalysts, we demonstrate how the neighboring N dopants regulate the electronic structure of the Pt central atom and thus steer the ORR selectivity; that is, the O2-to-H2O2 conversion selectivity can be tailored from 10% to 85% at 0.3 V versus reversible hydrogen electrode. Moreover, via a comprehensive X-ray-radiated spectroscopy and shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy analysis coupled with theoretical modeling, we reveal that a dominant pyridinic- and pyrrolic-N coordination within the first shell of Pt–N–C motifs favors the 4e– ORR, whereas the introduction of a second-shell graphitic-N dopant weakens *OOH binding on neighboring Pt sites and gives rise to a dominant 2e– ORR. These findings underscore the importance of the chemical environment effect for steering the electrochemical performance of single-atom catalysts.
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
ztt发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
乃惜发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
共享精神应助小王采纳,获得10
2秒前
田様应助生动初蓝采纳,获得10
4秒前
ZWQ完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI2S应助独特的绯采纳,获得10
5秒前
椰汁发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Oz完成签到,获得积分10
8秒前
快乐煎饼发布了新的文献求助10
8秒前
不安凝梦应助科研通管家采纳,获得20
9秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
今后应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
xyx发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
完美世界应助Oz采纳,获得10
13秒前
HZC发布了新的文献求助10
13秒前
xx完成签到,获得积分10
14秒前
完美世界应助123采纳,获得10
15秒前
btsforever发布了新的文献求助10
15秒前
lvlv完成签到,获得积分10
15秒前
柠檬味冰沙应助DSDIHF采纳,获得10
15秒前
快乐煎饼完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
min发布了新的文献求助10
17秒前
orixero应助研友_841e4L采纳,获得10
20秒前
大模型应助min采纳,获得30
21秒前
sgt完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
高分求助中
ФОРМИРОВАНИЕ АО "МЕЖДУНАРОДНАЯ КНИГА" КАК ВАЖНЕЙШЕЙ СИСТЕМЫ ОТЕЧЕСТВЕННОГО КНИГОРАСПРОСТРАНЕНИЯ 3000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Future Approaches to Electrochemical Sensing of Neurotransmitters 1000
Electron microscopy study of magnesium hydride (MgH2) for Hydrogen Storage 1000
Finite Groups: An Introduction 800
生物降解型栓塞微球市场(按产品类型、应用和最终用户)- 2030 年全球预测 500
Thermal Expansion of Solids (CINDAS Data Series on Material Properties, v. I-4) 470
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 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3906187
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3451940
关于积分的说明 10866764
捐赠科研通 3177313
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1755327
邀请新用户注册赠送积分活动 848748
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 791265