Atomically Dispersed Iron–Nitrogen Sites on Hierarchically Mesoporous Carbon Nanotube and Graphene Nanoribbon Networks for CO2 Reduction

材料科学 过电位 碳纳米管 石墨烯 电催化剂 介孔材料 法拉第效率 化学工程 电化学 碳纤维 催化作用 纳米技术 电极 复合数 复合材料 化学 有机化学 工程类 物理化学
作者
Fuping Pan,Boyang Li,Erik Sarnello,Yuhuan Fei,Yang Gang,Xianmei Xiang,Zichen Du,Peng Zhang,Guofeng Wang,Hoai Thi-Thu Nguyen,Tao Li,Yun Hang Hu,Hong‐Cai Zhou,Ying Li
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:14 (5): 5506-5516 被引量:124
标识
DOI:10.1021/acsnano.9b09658
摘要

Atomically dispersed metal and nitrogen co-doped carbon (M-N/C) catalysts hold great promise for electrochemical CO2 conversion. However, there is a lack of cost-effective synthesis approaches to meet the goal of economic mass production of single-atom M-N/C with desirable carbon support architecture for efficient CO2 reduction. Herein, we report facile transformation of commercial carbon nanotube (CNT) into isolated Fe–N4 sites anchored on carbon nanotube and graphene nanoribbon (GNR) networks (Fe-N/CNT@GNR). The oxidization-induced partial unzipping of CNT results in the generation of GNR nanolayers attached to the remaining fibrous CNT frameworks, which reticulates a hierarchically mesoporous complex and thus enables a high electrochemical active surface area and smooth mass transport. The Fe residues originating from CNT growth seeds serve as Fe sources to form isolated Fe–N4 moieties located at the CNT and GNR basal plane and edges with high intrinsic capability of activating CO2 and suppressing hydrogen evolution. The Fe-N/CNT@GNR delivers a stable CO Faradaic efficiency of 96% with a partial current density of 22.6 mA cm–2 at a low overpotential of 650 mV, making it one of the most active M-N/C catalysts reported. This work presents an effective strategy to fabricate advanced atomistic catalysts and highlights the key roles of support architecture in single-atom electrocatalysis.
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
1250241652完成签到,获得积分10
5秒前
燕山堂完成签到 ,获得积分10
5秒前
奋斗冰儿完成签到 ,获得积分10
6秒前
坚强的广山完成签到,获得积分0
10秒前
12秒前
可爱的函函应助nenenn采纳,获得10
14秒前
谦让可冥完成签到 ,获得积分10
16秒前
乖张发布了新的文献求助10
18秒前
长鸢故里完成签到 ,获得积分10
21秒前
夏日完成签到 ,获得积分10
22秒前
linakg完成签到 ,获得积分10
26秒前
湖里狐狸完成签到 ,获得积分10
26秒前
乖张完成签到,获得积分10
27秒前
lbt1686666发布了新的文献求助10
34秒前
醉熏的伊完成签到,获得积分10
38秒前
shiney完成签到 ,获得积分10
38秒前
王科研完成签到,获得积分10
39秒前
LYDZ1完成签到,获得积分10
41秒前
闪闪的从梦完成签到,获得积分10
41秒前
田様应助lbt1686666采纳,获得10
44秒前
46秒前
无花果应助张军采纳,获得10
51秒前
踏实的白羊完成签到,获得积分10
52秒前
SOLOMON应助Grace采纳,获得10
52秒前
化学小学生完成签到,获得积分10
54秒前
54秒前
54秒前
Monica完成签到,获得积分10
58秒前
Cheng完成签到 ,获得积分10
59秒前
苗笑卉发布了新的文献求助10
1分钟前
futianyu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
张军发布了新的文献求助10
1分钟前
思源应助川农辅导员采纳,获得10
1分钟前
梦_筱彩完成签到 ,获得积分10
1分钟前
苗笑卉驳回了SCQ应助
1分钟前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
川农辅导员完成签到,获得积分10
1分钟前
zorro3574完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
高分求助中
请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 1500
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 500
A radiographic standard of reference for the growing knee 400
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 2468905
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2136223
关于积分的说明 5442926
捐赠科研通 1860799
什么是DOI,文献DOI怎么找? 925477
版权声明 562694
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 495093