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JACS：空间邻近性如何塑造富缺陷碳电催化剂？

时间：2023-11-07 来源： 浏览：

JACS：空间邻近性如何塑造富缺陷碳电催化剂？

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富勒烯转化是构建富缺陷碳电催化剂的一条有效途径，但决定缺陷状态的碳键断裂和重整仍然知之甚少。
在这里， 华中科技大学 Kun Guo ，海南大学 Xing Lu 揭示了分解的富勒烯的空间邻近性对键的重整和电催化性能产生了重要的影响。
本文要点
要点1.  采用了一种反直觉的硬模板策略，通过焙烧浸渍的 C 60 来实现空间调谐的富勒烯重组，不仅在去除刚性二氧化硅球 ( ∼ 300 nm) 之前，而且在移除刚性二氧化硅球之后也是如此。当被限制在 SiO 2 纳米空穴中时，相邻的 C 60 碎片形成 sp3 键，电子转移不利，活性中心暴露。相反，没有二氧化硅限制的自由碎片在边缘重新连接，形成 sp2 杂化纳米片，同时保留高密度的本征缺陷。
要点2.  优化后的催化剂表现出良好的碱性氧还原性能，半波电位为 0.82 V ，通过 4E- 途径。铜中毒证实了铜中毒的内在缺陷是真实的活性部位。密度泛函理论计算进一步证实，基面上的五边形导致局域结构扭曲，从而显着降低了 O 2 第一步解离的能垒。
这种空间调节的富勒烯结构也通过加热限制在镓液体和石英管中的 C 60 晶体来验证。
Ning Li, et al, Fullerene Fragment Restructuring: How Spatial Proximity Shapes Defect-Rich Carbon Electrocatalysts, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c06456
https://doi.org/10.1021/jacs.3c06456
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