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（英文）

作者：李士栋; 庄泽超; 夏力学; 朱杰鑫; 刘子昂; 贺汝涵; 罗雯; 黄文忠; 石长玮; 赵焱^*; 周亮^*

来源：Science China-Materials, 2023, 66(01): 160-168.

• electrophilicity
• nitrogen sites
• chainmail carbon shell
• vanadium nitride
• oxygen reduction reaction

氮掺杂碳(NC)是一种有潜力的氧还原反应(ORR)电催化剂.氮掺杂碳可直接作为ORR活性位点中心,优化氮原子的电子结构对催化活性具有很大影响.本文通过简单的物理混合和煅烧处理,构建了一种由氮化钒(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.

• 单位
  硅酸盐建筑材料国家重点实验室; 材料复合新技术国家重点实验室; 武汉理工大学; 清华大学