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Size effect of oxygen reduction reaction on nitrogen-doped graphene quantum dots

机译：氧还原反应对掺氮石墨烯量子点的尺寸效应

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N-doped graphene quantum dots (GQDs) are attracting great interest as promising Pt-free oxygen reduction reaction (ORR) catalysts. In this work, the mechanism of ORR on N-doped GQDs with three different sizes has been investigated based on density functional theory. Our results show that the size of the N-doped GQDs affects the ORR. The adsorption strength of ORR intermediates, the reaction free energy of the rate-determining step, and the overpotential increase with the increase of the size of N-doped GQDs. The N-doped GQDs with the smallest size possess the smallest overpotential, indicating the highest ORR catalytic activity. Our results will help to understand the size effect of N-doped GQDs on the catalytic activity of ORR.
机译：N掺杂的石墨烯量子点（GQD）作为有前途的无Pt氧还原反应（ORR）催化剂引起了人们的极大兴趣。在这项工作中，基于密度泛函理论研究了ORR在三种不同尺寸的N掺杂GQD上的机理。我们的结果表明，N掺杂GQD的尺寸会影响ORR。随着N掺杂GQD尺寸的增加，ORR中间体的吸附强度，速率决定步骤的反应自由能和过电势增加。具有最小尺寸的N掺杂GQD具有最小的超电势，表明最高的ORR催化活性。我们的结果将有助于了解N掺杂GQD对ORR催化活性的尺寸影响。

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