A bottom-up, template-free route to mesoporous N-doped carbons for efficient oxygen electroreduction
A bottom-up, template-free route to mesoporous N-doped carbons for efficient oxygen electroreduction
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一种自下而上、无模板的介孔氮掺杂碳路线，用于有效的氧电还原
DOI：
10.1007/s10853-017-1165-8
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发表时间：
2017-05
影响因子：
4.5
通讯作者：
Wang Xiufang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu Jinghao;Liu Ji;Li Ligui;Wang Xiufang
在这里，我们报告了一个简便的，自下而上的路线，制备具有高表面积的N-掺杂的碳，以及大量的分层孔通过热退火的黑面包般的硫酸脱水蔗糖。这种简单的硫酸处理在脱水蔗糖中产生了645.7m2/g的显著表面积，并且随后用活化试剂ZnCl 2和氮源NH 4Cl进行的热退火有助于在碳基质中进一步产生更多的多孔纹理，这有助于2450 m2/g的高表面积，在高度多孔的N掺杂碳中具有大量的2至150 nm的分级孔，以充分暴露活性位点并促进传质。在800 °C下热退火的最佳样品N/PC-800能够选择性地催化4 e −ORR过程，并且与基准Pt/C催化剂相比，显示出更高的工作稳定性、更强的甲醇交叉效应耐受性、非常可比的起始电位和碱性电解质中的扩散限制电流密度。本研究的结果表明，目前的简便，强大的无模板剂的方法在合成高度多孔的N掺杂碳的电化学能量转换和存储的有效性。
Herein, we report a facile, bottom-up route to the preparation of N-doped carbons with a high surface area as well as plenty of hierarchical pores by thermal annealing the black bread-like sulfuric acid-dehydrated sucrose. This simple sulfuric acid treatment created a remarkable surface area of 645.7 m2/g in the dehydrated sucrose, and the subsequent thermal annealing with activated reagent ZnCl2and nitrogen source NH4Cl helped further generated more porous textures in the carbon matrix, which contributes to a high surface area of 2450 m2/g, a large number of hierarchical pores ranging from 2 to 150 nm in a highly porous N-doped carbon to sufficiently expose active sites and boost mass transfer. The best sample N/PC-800, which was thermally annealed at 800 °C, is able to selectively catalyze the 4e−ORR process and shows higher working stability, stronger tolerance to methanol crossover effect, a very comparable onset potential and diffusion-limited current density in alkaline electrolyte, compared to the benchmark Pt/C catalyst. The results in this study signify the validity of present facile, robust template-free method in the synthesis of highly porous N-doped carbons for electrochemical energy conversion and storage.
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影响因子：
16.6
作者：
Wei, Wei;Liang, Haiwei;Muellen, Klaus
通讯作者：
Muellen, Klaus
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影响因子：
16.6
作者：
He D;Zhang L;He D;Zhou G;Lin Y;Deng Z;Hong X;Wu Y;Chen C;Li Y
通讯作者：
Li Y
影响因子：
6.6
作者：
Robson, Michael H.;Serov, Alexey;Atanassov, Plamen
通讯作者：
Atanassov, Plamen
影响因子：
4.5
作者：
Zhenyu Xu;Yijiang Liu;Hongbiao Chen;Mei Yang;Hua-ming Li
通讯作者：
Zhenyu Xu;Yijiang Liu;Hongbiao Chen;Mei Yang;Hua-ming Li
DOI：
10.1002/celc.201500002
发表时间：
2015-06
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Xiaojun Liu;Ligui Li;Weijia Zhou;Yucheng Zhou;W. Niu;Shaowei Chen
通讯作者：
Xiaojun Liu;Ligui Li;Weijia Zhou;Yucheng Zhou;W. Niu;Shaowei Chen