超分子酞菁铁促进氧还原反应

在已报道的非Pt-ORR催化剂中,酞菁铁(FePc)分子催化剂因其独特的FeN4活性中心和较低的反应能垒而备受关注。然而,具有平面对称FeN4位点的FePc由于其对O2的吸附和活化能力较差,通常表现出较差的ORR活性。因此,打破电子结构的对称性将是提高FePc催化剂对O2的吸附/活化从而大大提高其ORR活性的有效策略。

要点一:理论计算表明,Fe-O配位引起O-FeN4位轴向的电子局域化,从而增强O2的吸附和活化。

a. 分子结构模型。

b. FeAB-O和FePc/AB的电子局域化函数。

c. FeAB-O和FePc/AB的Bader电荷转移和O2吸附能。

d. FeAB-O和FePc/AB上ORR路径的自由能图。

要点二:将FePc与氧功能化的碳配位,利用同步辐射X射线吸收和穆斯堡尔谱表征FePc与碳的Fe-O配位。

a. 原始FeAB-O,FePc/AB,AB,AB-O和FePc的XRD图谱。

b. FeAB-O和FePc/AB的XPS Fe2p谱。

c. FeAB-O,FePc/AB,Fe和Fe2O3的Fe K-edge X射线近边吸收谱。

d. FeAB–O、FePc/AB和Fe2O3中Fe K edge的扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)光谱。

a. 57Fe穆斯堡尔透射光谱。

b. 氧气吸附-脱附试验。

c. 大气中的TGA曲线。

d. FeAB-O和FePc/AB的O2-TPD曲线。

要点三:所得催化剂对O2的吸附和活化动力学较快,Tafel斜率为27.5 mV dec-1,半波电位为0.90 V。

二氯-氧杂杯[2]芳烃[2]三嗪 819065-56-0 C18H8Cl2N6O4 443

二氯-氮杂杯[2]芳烃[2]三嗪 51421-67-1 C18H12Cl2N10 439

四氮杂杯[4]吡啶 502763-15-7 C24H24N8 425

六溴-O6-冠[3]芳烃[3]四嗪 1642594-07-7 C24H6Br6N12O6 1038

六酯基-O6-冠[3]芳烃[3]四嗪 1642594-08-8 C42H36N12O18 997

18-冠醚-6 17455-13-9 C12H24O6 264

二苯并-18-冠醚-6 14187-32-7 C20H24O6 360

1-氮杂-15-冠醚-5 66943-05-3 C10H21NO4 219

4'-硝基苯并-15-冠-5 60835-69-0 C14H19NO7 313

2-(羟甲基)-15-冠5-醚 75507-25-4 C11H22O6 356

苯并-12-冠4-醚 Benzo-12-crown 4-Ether 14174-08-4 C12H16O4

1-氮杂-18-冠-6-醚 1-Aza-18-crown 6-Ether 33941-15-0 C12H25NO5

二苯并-24-冠8-醚 Dibenzo-24-crown 8-Ether 14174-09-5 C24H32O8

2-(羟甲基)-18-冠6-醚 2-(Hydroxymethyl)-18-crown 6-Ether 70069-04-4 C13H26O7

二苯并-30-冠-10 Dibenzo-30-crown-10 17455-25-3 C28H40O10

苯并-15-冠醚-5 Benzo-15-crown-5 14098-44-3 C14H20O5

苯并-18-冠6-醚 Benzo-18-crown 6-Ether 14098-24-9 C16H24O6

二环己烷并-18-冠醚-6 Dicyclohexano-18-crown-6 16069-36-6 C20H36O6

4'-氨基苯并-15-冠5-醚 4'-Aminobenzo-15-crown 5-Ether 60835-71-4 C14H21NO5

4'-乙酰苯并-15-冠-5-醚 4'-Acetylbenzo-15-crown 5-Ether 41757-95-3 C16H22O6

4,13-二氮杂-18-冠-6-醚 4,13-Diaza-18-crown 6-Ether 23978-55-4 C12H26N2O4

4'-溴苯并-18-冠6-醚 4'-Bromobenzo-18-crown 6-Ether 75460-28-5 C16H23BrO6

4'-硝基苯并-18-冠-6-醚 4'-Nitrobenzo-18-crown 6-Ether 53408-96-1 C16H23NO8

二苯并-18-冠-6-醚 Dibenzo-18-crown-6 14187-32-7 C20H24O6

18-冠醚-6 18-Crown-6 17455-13-9 C12H24O6

2-(羟甲基)-18-冠6-醚 2-(Hydroxymethyl)-18-crown 6-Ether 70069-04-4 "2-羟甲基-18-冠-6

2-羟基甲基-18-冠醚-6

1,4,7,10,13,16-Hexaoxacyclooctadecane-2-methanol"

15-冠-5-醚 15-Crown 5-Ether 33100-27-5 "1,4,7,10,13-五氧环十五烷

15-冠醚-5

1,4,7,10,13-Pentaoxacyclopentadecane"

苯并-12-冠4-醚 Benzo-12-crown 4-Ether 14174-08-4 "苯并-12-冠醚-4

2,3-苯并-1,4,7,10-四氧杂十二-2-烯

2,3-Benzo-1,4,7,10-tetraoxadodec-2-ene"

12-冠-4-醚 12-Crown 4-Ether 294-93-9 "1,4,7,10-四氧环十二烷

12-冠醚-4

1,4,7,10-Tetraoxacyclododecane"

2-(羟甲基)-15-冠5-醚 2-(Hydroxymethyl)-15-crown 5-Ether 75507-25-4 "2-羟甲基-15-冠-5

2-羟基甲基-15-冠醚-5

1,4,7,10,13-Pentaoxacyclopentadecane-2-methanol"

2-(羟甲基)-12-冠4-醚 2-(Hydroxymethyl)-12-crown 4-Ether 75507-26-5 "2-羟甲基-12-冠-4

2-羟基甲基-12-冠醚-4

1,4,7,10-Tetraoxacyclododecane-2-methanol"

1-氮杂-15-冠-5-醚 1-Aza-15-crown 5-Ether 66943-05-3 "1,4,7,10-四氧杂-13-氮杂环十五烷

氮杂-15-冠醚-5

1,4,7,10-Tetraoxa-13-azacyclopentadecane"

18-冠-6-醚 18-Crown 6-Ether 17455-13-9 "1,4,7,10,13,16-六氧杂环十八烷

18-冠醚-6

1,4,7,10,13,16-Hexaoxacyclooctadecane"

4,13-二氮杂-18-冠-6-醚 4,13-Diaza-18-crown 6-Ether 23978-55-4 "二氮杂18-冠醚-6

1,4,10,13-四氧-7,16-二氮环十八烷

1,7,10,16-四恶-4,13-二氮环十八烷

1,4,10,13-Tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane"

二苯并-24-冠8-醚 Dibenzo-24-crown 8-Ether 14174-09-5 "二苯并-24-冠-8

4,4-二苯并-24-冠醚-8

2,3,14,15-双苯并-1,4,7,10,13,16,19,22-八氧环二十四-2,14-二烯

二苯并-24-冠醚-8"

二环己烷并-18-冠6醚 Dicyclohexano-18-crown 6-Ether 16069-36-6 "二环己烷并-18-冠-6

顺-二环已基并-18-冠-6

2,3,11,12-双环己基-1,4,7,10,13,16-六氧环十八烷

二环己基-18-冠-6

二环己基-18-冠醚-6"

二苯并-18-冠-6-醚 Dibenzo-18-crown 6-Ether 14187-32-7

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