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【24h】

Iron nanoparticles with a square pyramidal structure in mesoporous carbons as an effective catalyst toward oxygen reduction

机译：铁纳米粒子，具有方形金字塔结构的中孔碳，作为氧气减少的有效催化剂

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Mesoporous carbons supported well-dispersed square pyramidal structures of Fe-N-x (FeAMC-T) have been fabricated by pyrolyzing amino-functionalized ionic liquids and iron precursors in a mesoporous silica. The fabricated FeAMC-T is heat-treated in a nitrogen environment at various temperatures (873-1273 K) to obtain optimized catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR). The electrochemical activities of the catalysts are investigated by rotating disk electrode tests in 0.5 M H2SO4 saturated with oxygen. A series of different spectroscopic (X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray absorption spectroscopy (XAS)) and analytical techniques (N-2 adsorption-desorption isotherms and elemental analysis (EA)) are used to characterize the mesoporous structure, morphology and chemical environment of the catalysts. The FeAMC-1273 catalysts, which are most likely to possess a high specific surface area (1002 m(2) g(-1)) with moderate nitrogen doping (similar to 2.8 wt%) on mesoporous carbons and more pyridinic-N (34.9%) as well as pyridinic-N-Fe (52.3%) species for the creation of a square pyramidal planar geometry around iron (confirmed by XAS), exhibit a four-electron transfer process, the best ORR activity (onset potential -0.69 V vs. Ag/AgCl) and methanol-resistant durability in acid solution while compared to the commercially available catalysts (20 wt% of Pt on activated carbon).
机译：通过在中孔二氧化硅中热解氨基官能化的离子液体和铁前体来制造介孔碳的支撑良好分散的Fe-N-X（FEAMC-T）的正方形结构。在各种温度（873-1273k）的氮环境中，制造的FEAMC-T在氮环境（873-1273k）中，得到用于氧还原反应（ORR）的优化催化剂。通过用氧气饱和0.5M H 2 SO 4旋转盘电极试验来研究催化剂的电化学活性。一系列不同的光谱（X射线衍射（XRD），透射电子显微镜（TEM），X射线光电子能谱（XPS）和X射线吸收光谱（XAs））和分析技术（N-2吸附 - 解吸等温线和元素分析（EA））用于表征催化剂的中孔结构，形态学和化学环境。 FEAMC-1273催化剂，其最有可能具有高比表面积（1002m（2）G（-1）），中孔碳的中等氮掺杂（类似于2.8wt％）和更多吡啶-N（34.9 ％）以及吡啶-NF（52.3％）用于在铁周围产生方形锥形平面几何形状的物种（由XAs证实），表现出四电子转移过程，最佳的ORR活性（发作潜力-0.69 V.与市售催化剂（活性炭上的20wt％的Pt）相比，酸溶液中的耐酸溶液和甲醇抗性耐久性。

著录项

  • 来源
    《RSC Advances》 |2016年第112期|共8页
  • 作者

    Liu Shou-Heng; Yang Sheng-Wei; Chen Shih-Che;

  • 作者单位

    Natl Cheng Kung Univ Dept Environm Engn Tainan 70101 Taiwan;

    Natl Cheng Kung Univ Dept Environm Engn Tainan 70101 Taiwan;

    Natl Cheng Kung Univ Dept Environm Engn Tainan 70101 Taiwan;

  • 收录信息
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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化学;
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