孔道(Pore channel)在催化體系的傳質過程中起到關鍵作用,但是因為難以在孔內部或者孔外部構筑催化活性位點,因此目前人們對于局部催化活性位點在孔的內部或者外部對于催化反應性能的影響并不清楚。
有鑒于此,中國科學技術大學姜政教授、上海科技大學黃逸凡教授、中國科學院上海高等研究院徐慶等報道通過在一維COF精確修飾活性位點,探索通道對ORR催化反應性能的影響。
電催化測試結果表明,孔道內部的單原子Pt位點比孔道外部單原子Pt位點具有更快的反應動力學。原位光譜表征結果表明在通道內部的Pt-Cl化學鍵破壞和重構,以及電勢導致的陰離子傳輸更有優勢。
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優異的陰離子傳輸性能和通道內部活性位點的ORR動力學活性促進了ORR電催化反應過程的*OH脫附,因此通道內部位點的性能超過通道外部位點。本文研究結果有助于設計多孔催化劑的活性位點。
參考文獻
Shuai Yang, Zejin He, Xuewen Li, Bingbao Mei, Yifan Huang, Qing Xu, Zheng Jiang, In/Outside Catalytic Sites of the Pore Walls in One-Dimensional Covalent Organic Frameworks for Oxygen Reduction Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202418347
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202418347