Ligand regulation to prepare an Fe, N, S tri-codoped hollow carbon electrocatalyst for enhanced ORR performance and Zn–air batteries

文献情報

出版日 2020-05-27
DOI 10.1039/C9SE01216H
インパクトファクター 6.367
著者

Yi Wu, Yvting Yang, Taotao Gao, Xiaojuan Chen, Zhihan Huang, Jinmei Zhang, Yong Guo


原文を見る

要旨

It is significant to explore high-efficiency, low-cost, and stable electrocatalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) to substitute the precious metal platinum in electrochemical energy conversion devices. Materials with an Fe–Nx center are considered as promising catalysts to achieve this. Herein, a feasible SiO2–ZnCl2 template strategy is used to obtain nitrogen–sulfur–Fe co-doped periodic porous hollow carbon by calcining the Fe-based complexes with different ligands (1,10-phenanthroline, 2,2-bipyridine, and 1,2-dicyanobenzene). Owing to the introduction of the SBA-15 template and pore-forming agent ZnCl2, the as-prepared materials possess a large specific surface area (SSA) and a well-defined hollow structure. Most importantly, different ligands have a crucial effect on the nitrogen content of the obtained materials, which in turn directly affects the metal active sites of ORR. The appropriate selection of 1,10-phenanthroline as the ligand creates abundant Fe–Nx active sites after the pyrolysis process. Therefore, the optimal hollow carbon (denoted as Z-CNS-Fe) derived from the complex of Fe2+ and 1,10-phenanthroline exhibits better ORR performance with a half-wave potential of 0.880 V, which is 30 mV higher than that of commercial Pt/C (0.850 V). Beyond this, Z-CNS-Fe shows long-term stability and superior tolerance to methanol crossover. In addition, when Z-CNS-Fe was applied as the cathode of a primary Zn–air battery, the obtained metal–air cell provided a power density as high as 141 mW cm−2, which exceeded that of commercial Pt/C (114 mW cm−2). The high open-circuit voltage and satisfactory durability also indicate its potential practical applicability.

関連文献

Tuning the mechanical and dynamic properties of imine bond crosslinked elastomeric vitrimers by manipulating the crosslinking degree

Yingjun Liu, Zhenghai Tang, Junlong Chen, Jikang Xiong, Dong Wang, Shu Wang, Siwu Wu, Baochun Guo

2019-12-30 Paper

DOI: 10.1039/C9PY01826C

Stereoisomeric furan/maleimide adducts as latent monomers for one-shot sequence-controlled polymerization

Fufu Han, Qiunan Shi, Liuqiao Zhang, Baolei Liu, Yajie Zhang, Yang Gao, Rui Jia, Zhengbiao Zhang

2019-12-26 Paper

DOI: 10.1039/C9PY01379B

Ligand- and solvent-free ATRP of MMA with FeBr3 and inorganic salts

Jirong Wang, Xiaolin Xie, Zhigang Xue, Christophe Fliedel

2020-01-01 Paper

DOI: 10.1039/C9PY01840A

Photoregulated reversible addition–fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization

Shenzhen Li, Guang Han

2020-02-25 Minireview

DOI: 10.1039/D0PY00054J

All-conjugated donor–acceptor block copolymers featuring a pentafulvenyl-polyisocyanide-acceptor

Sandra Schraff, Sudeshna Maity, Yifan Dong, Sebastian Lucas, Artem A. Bakulin, Elizabeth von Hauff, Frank Pammer

2020-02-11 Paper

DOI: 10.1039/C9PY01879D

Nitrilotriacetic acid-end-functionalized polycaprolactone as a template for polymer–protein nanocarriers

Leeja Jose, Aran Hwang, Chaeyeon Lee, KyuHwan Shim, Jae Kwang Song, Seong Soo A. An, Hyun-jong Paik

2020-01-10 Paper

DOI: 10.1039/C9PY01663E

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

6-(三氟甲基)喹啉二甲酸とは何ですか?

6-(三氟甲基)喹啉二甲酸は、CAS番号849818-58-2の化合物です。これは6位に三氟甲基が置換された2-quinolinecarboxylic酸と呼ばれ...

849818-58-26-(Trifluoromethyl)-...
化合物よくある質問

tert-butyl 4-ヒドロキシ-4-メチルázepane-1-カーボキセイランを含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

この化合物の廃棄物は、適切な容器で密封し、避光し、低温かつ乾燥した環境で保管してください。処理には専門の廃棄処理会社のサービスを活用するか、地元の環境保護法に従...

878631-04-02-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

TIPAを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

TIPAは揮発性が低く、毒性は低いですが、操作中の注意が必要です。PPE(個人防護具)を着用し、ドラフトチャンバー内で取り扱い、漏洩した場合は即座にSDS(安全...

化合物よくある質問

間三氟甲基苯乙酸甲酯の主な用途は何ですか?

間三氟甲基苯乙酸甲酯は主に合成化学において使用され、薬物合成の前駆体として利用されます。

62451-84-7Methyl 2-(3-(trifluo...
化合物よくある質問

3-甲硫基苯硼酸频呐酯とは何ですか?

3-甲硫基苯硼酸频呐酯は、CAS番号710348-63-3の化合物で、化学式はC14H19BO2Sです。これは2-[3-(メチルサルファニル)フェニル]-4,4...

710348-63-34,4,5,5-Tetramethyl-...
化合物よくある質問

N-[2-(二甲氨基)乙基]-N-甲基甲酰胺は安全ですか?

N-[2-(二甲氨基)乙基]-N-甲基甲酰胺は安全ではありません。吸入、皮膚接触、目接触は避けてください。稀な過剰反応やアレルギー反応がある可能性があります。適...

105669-53-2N-[2-(Dimethylamino)...
化合物よくある質問

甲基丙烯酸甲瓦龙酸内酯とは何ですか?

CAS番号177080-66-9の化合物、4-メチル-2-オキトテトラヒドロ-2H-ピラノ-4-イルメタクリレートは、甲基丙烯酸の一種です。この化合物は透明な液...

177080-66-94-Methyl-2-oxotetrah...
化合物よくある質問

2-メチルフェンチアルデヒドを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

2-メチルフェンチアルデヒドは易燃物質であり、火気の使用や高温に注意が必要です。PPE(個人保護具)として、ゴーグルや手袋を使用し、ドラフトチャンバーを使用して...

51234-09-42-Methylveratraldehy...
化合物よくある質問

2,4,6-三氯-5-氟嘧啶はどの業界で使用されていますか?

2,4,6-三氯-5-氟嘧啶は医薬品産業で広く使用されており、抗真菌薬や抗ウイルス薬の前駆体として機能します。また、高次元材料やセンサー技術の分野でも応用されて...

6693-08-92,4,6-Trichloro-5-fl...
化合物よくある質問

(S)-2-((叔丁氧基羰基)氨基)-3-(((2-苯基乙酰胺基)甲基)硫基)丙酸とは何ですか?

CAS番号57084-73-8の(S)-2-((叔丁氧基羰基)氨基)-3-(((2-苯基乙酰胺基)甲基)硫基)丙酸は、特定の構造を持つ無機化合物で、主に医薬品や...

57084-73-8(S)-2-((tert-Butoxyc...
免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。