為了提高FePc及其衍生物的催化穩(wěn)定性,常用的策略往往涉及到將酞菁與碳材料復(fù)合和高溫處理,這些方法雖然能夠在一定程度上提高穩(wěn)定性,但是本征的M-N4大環(huán)結(jié)構(gòu)也將在焙燒過程中遭到破壞,影響電子的快速傳輸并降低催化劑的活性的研究表明,與酞菁外環(huán)相連的取代基可以調(diào)節(jié)中心金屬原子的電子結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)在穩(wěn)定性方面的**提升。同時(shí),具有官能團(tuán)的FePc衍生物也有能夠通過聚合形成高穩(wěn)定性聚合物。然而,合成聚合物的過程通常涉及繁瑣的步驟或苛刻的條件;同時(shí),該方法也很難同時(shí)保證活性和穩(wěn)定性的增強(qiáng)。在ORR活性火山圖中,酞菁鈷的催化活性低于酞菁鐵,但因?yàn)樘尖挷皇艿脚c過氧化氫反應(yīng)的困擾,表現(xiàn)出對(duì)ORR良好的穩(wěn)定性。
圖1 a) FePc/CoPc HS示意圖。b) FePc/CoPc HS的XRD圖譜。c) FePc/CoPc HS的TEM圖像。d - i) FePc/CoPc HS的HAADF-STEM圖像以及FePc/CoPc HS對(duì)應(yīng)的EDS能譜。j) 異質(zhì)界面周圍區(qū)域1和區(qū)域2的EDS譜圖。
催化劑的電子結(jié)構(gòu)對(duì)其ORR性能有重要影響
圖2 FePc,CoPc,F(xiàn)ePc+CoPc,Pt/C和FePc/CoPc HS的a)LSV曲線和b)LSV曲線的局部放大曲線。c)FePc,CoPc和FePc/CoPc HS的動(dòng)力學(xué)電流jk。d)半波電勢(shì)下的FePc,Pt/C和FePc/CoPc HS穩(wěn)定性。e)不同轉(zhuǎn)速RDE測(cè)試得到的FePc/CoPc HS的K-L曲線。f)RRDE測(cè)試計(jì)算得到的電子轉(zhuǎn)移數(shù)(n)和中間產(chǎn)物產(chǎn)率(HO2-)。
在LSV曲線中(圖2a),F(xiàn)ePc/CoPc HS的起峰電位達(dá)到0.971 V,優(yōu)于CoPc (0.891 V),F(xiàn)ePc (0.958 V) 和 FePc+CoPc (0.952 V);同時(shí),半波電勢(shì)達(dá)到了0.879 V,也遠(yuǎn)高于其他催化劑。通過計(jì)算在0.9 V下的動(dòng)力學(xué)電流(圖3c)發(fā)現(xiàn),相比于FePc,F(xiàn)ePc/CoPc HS的動(dòng)力學(xué)電流有了>**的提升。以上結(jié)果都證明了異質(zhì)結(jié)構(gòu)的FePc/CoPc HS展現(xiàn)出**的電催化活性。在半波電勢(shì)下測(cè)試穩(wěn)定性(圖3d),F(xiàn)ePc/CoPc HS 的活性保持率達(dá)到了77.4%,超過了FePc (64.2%)和Pt/C (62.6%)。這一結(jié)果證明異質(zhì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠**提升穩(wěn)定性。從K-L曲線計(jì)算得到ORR的電子轉(zhuǎn)移數(shù)為4(圖2e),RRDE的結(jié)果也能佐證,在整個(gè)過程中,中間產(chǎn)物產(chǎn)率**(圖2f),說明FePc/CoPc HS 可以促進(jìn)ORR反應(yīng)向4電子過程進(jìn)行,具有高的反應(yīng)活性,同時(shí)具有較低的中間產(chǎn)物生成率。
產(chǎn)品供應(yīng)列表:
三氟乙氧基取代酞菁化合物
苯胺及其季銨化酞菁光敏劑
苯胺酞菁(Zn Pc1)/季銨鹽(Zn Pc2)酞菁
含酰亞胺結(jié)構(gòu)超支化酞菁復(fù)合材料
酞菁/碳納米管復(fù)合材料
金屬酞菁/石墨烯復(fù)合材料
酪氨酸修飾的鋅酞菁
酞菁-苝酰亞胺功能染料
聚方酸菁功能材料
超支化酞菁鋅
磺酸基酞菁/石墨烯靜電自組裝薄膜
卟啉酞菁的雙層化合物
四取代酞菁配合物
酞菁/二氧化硅復(fù)合大孔材料
酞菁氧鈦單晶有機(jī)材料
重氮鹽功能化石墨烯/酞菁復(fù)合材料
不對(duì)稱“3+1”類型鋅酞菁化合物
手性酞菁-稀土三明治配合物
六羧基雙核酞菁鈷
酞菁高分子磁性復(fù)合材料
酞菁鐵有機(jī)磁性樹脂雜化材料
酞菁鐵/納米鐵磁性復(fù)合材料
苯乙烯-二乙烯苯樹脂負(fù)載雙核鈷酞菁
2,9,16,23-四烷氧基酞菁鈷(Ⅱ)
二(磺酸鉀基)二(鄰苯二甲酰亞胺甲基)酞菁鋅
新型側(cè)鏈取代稀土酞菁配合物
鈀酞菁配合物熒光材料
四-α(β)-(4-吡啶氧基)酞菁鋅
酞菁銅染料/TiO2納米粒子異質(zhì)結(jié)LB膜
PA6/酞菁納米復(fù)合材料
SnO2基酞菁敏化納米復(fù)合光催化材料
八異戊氧基酞菁鉛旋涂膜
β-磺酸鉀基酞菁鋅混合物
四-α-(2,2,4-三甲基-3-戊氧基)酞菁鈷(鎳、銅、鋅)
四-α-(2,2,4-三甲基-3-戊氧基)酞菁釩氧
四-α-(2,4-二叔丁基苯氧基)酞菁釩氧
層析硅膠鍵合酞菁銅
c60富勒烯軸向取代的鈦酞菁化合物
四-β-(7-香豆素氧基)酞菁鋅(Ⅱ)
四-β-(4-吡啶硫基)酞菁鋅(Ⅱ)
α(β)-(2,4-二叔丁基苯氧基)酞菁鈷
四-β-(8-喹啉氧基)取代酞菁金屬配合物
氧化鐵氣凝膠納米粒子酞菁復(fù)合材料
稀土酞菁納米有序復(fù)合光電功能材料
三明治型稀土酞菁和氨基取代稀土酞菁
二磺酸基二鄰苯二甲酰亞胺甲基酞菁鋅
酞菁銅磺酰氯接枝聚苯胺
方酸菁功能材料修飾納米晶TiO2薄膜電極材料
鈷萘酞菁
可溶性亞酞菁
酞菁金屬有機(jī)框架MOFs
近紅外酞菁納米復(fù)合材料
功能化酞菁金屬有機(jī)骨架
UiO-66型NMOF光敏劑(UiO-66-TPP)
酞菁鋅修飾H2L-ZnPc[對(duì)三聯(lián)苯]-4,4’’二羧酸有機(jī)配體
H2L-ZnPc/UiO-68-NH2
H2L-ZnPc在H2L-ZnPc/UiO-68-NH2
金屬酞菁@金屬有機(jī)框架催化劑
RHO-[Zn(eim)2](MAF-6)
酞菁功熒光探針
陽離子鋁酞菁-血卟啉單甲醚締合物
酞菁締合物紅區(qū)熒光探針
紅色熒光探針羧基鋁酞菁
陽離子鋁酞菁紅區(qū)熒光探針
四磺基鋁酞菁-十四烷基二甲基乙基氯化銨離子締合物紅色熒光探針
陽離子鋁酞菁-黏多糖締合物熒光探針
新型亞酞菁熒光探針
半乳糖/酞菁近紅外熒光探針
四硝基鋁酞菁熒光探針