具有独特四氮化亚铁位置的铁酞菁
(FePc)
作为一种很有前途的非贵金属催化剂，引起了人们越来越多的兴趣。然而，平面对称的结构赋予了
FePc
对氧还原反应
(ORR)
不利的催化性能。
在这里，
山西大学
Sheng Zhu
，中国科学院深圳先进技术研究院
Xiao Wang
，
Feng Yang
报道了一种新型的一维异质结构
ORR
催化剂，通过主客体化学将
FePc
偶联到多金属氧酸盐包裹的碳纳米管
(FePc-{PW
12
}@NTs)
上。
本文要点
要点1.
多金属氧酸盐的包裹可以诱导单壁
NTs
的局部拉伸应变，从而加强与
FePc
的相互作用。
{PW
12
}@NT
支架的应变和曲率效应都能调节
FeN
4
中心的几何结构和电子局域化，从而提高
ORR
催化性能。
要点2.
如预期的那样，这种异质结构的
FePc{Pw
12
}@NT
电催化剂在碱性介质中表现出显著的耐久性、耐甲醇能力和
ORR
活性，其半波电位高达
0.90V
，塔菲尔斜率低达
30.9 mV dec
−1
。
要点3.
此外，组装的锌空气电池具有
280 mW cm
−2
的超高功率密度、良好的充放电能力和
500 h
以上的长期稳定性，超过了商用的铂
/C+IrO
2
正极。
本研究为新型异质结构催化剂的设计提供了新的策略，为调控分子的电催化性能开辟了新的途径。
Sheng Zhu, et al, Biaxially-Strained Phthalocyanine at Polyoxometalate@Carbon Nanotube Heterostructure Boosts Oxygen Reduction Catalysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202309545
DOI: 10.1002/anie.202309545
https://doi.org/10.1002/anie.202309545
原位XPS、原位XRD、原位Raman、原位FTIR
