天津大学Angew.丨ZIF衍生钴催化剂的原子定制合成:从纳米,团簇到单原子!

2019-02-26 07:24:39 / 打印

过渡金属纳米粒子对电催化性能的尺寸效应仍然不明确,特别是在将尺寸减小到原子水平时。有鉴于此,天津大学邓意达课题组通过巧妙的策略,调整预先设计的双金属ZnCo-ZIFs中的锌含量,实现了在原子尺度上将钴物种进行空间隔离,从而实现了ZIF衍生的N掺杂多孔碳负载钴催化剂从纳米,团簇到单原子的定制合成!

本文要点

1. 精确调节ZnCo-ZIFs中的Zn/Co摩尔比,Co原子可以通过热解时引入的Zn原子在几何上分离为不同程度:

1)分离度最低时生成纳米颗粒(Zn:Co = 0:1);

2)分离度居中时生成原子团簇(Zn:Co = 2:1);

3)分离度最低时生成单原子(Zn:Co = 8:1)。

2. 从纳米到埃的尺度上,系统研究了尺寸对电化学行为的影响。电化学结果表明,与其他对应物和贵金属Pt / C+ RuO2相比,单一Co原子催化剂表现出优异的双功能ORR / OER活性,耐久性和Zn-空电池的可逆性,这归因于分离的单个Co原子的高反应性和稳定性。