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引入共价型氮化钒来提高氮掺杂碳的亲电性以促进氧还原反应

Peer-Reviewed Publication

Science China Press

NC上的N位点与VN中的V原子之间的电子转移

image: 与纯的NC相比,VN的引入诱导了电子从NC上的N转移到VN中的V,并使NC上的N具有亲电性。NC表面亲电性的增加促进了ORR过程。 view more 

Credit: ©《中国科学》杂志社

近日,《中国科学材料》杂志在线发表了武汉理工大学周亮教授、赵焱教授的研究成果,该研究团队通过引入氮化钒(VN)来优化NC表面电子结构,发现提升氮原子的亲电性可以促进ORR反应。

作者通过简单的物理混合和煅烧处理, 构建了一种由VN纳米颗粒为核、 “铠甲状”NC作为壳的新型VN@NC纳米复合材料。得益于纳米线独特的核@壳结构和优化的电子结构, 与纯NC和体相VN相比, 所制备的VN@NC展现出更优异的ORR活性(起始电位: 0.93 V). VN的引入诱导了电荷从NC上的氮原子转移到VN上的钒原子,增加了NC上氮原子的亲电性, 从而优化了对含氧中间体的吸附过程. VN@NC也展现出了良好的循环稳定性(四万秒测试后, 电流密度保持率为89%). 本研究揭示了调节NC中氮原子电子结构的重要性, 并为构建NC基复合型电催化剂提供了有效方法.

研究详情请见原文:

Improving the electrophilicity of nitrogen on nitrogen-doped carbon triggers oxygen reduction by introducing covalent vanadium nitride

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2116-3


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