| 高效催化氧还原及氧析出反应的掺杂石墨炔的设计与理论计算 |
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| 引用本文： | 马骏,钟洋,张珊珊,黄仪珺,张利鹏,李亚平,孙晓明,夏振海. 高效催化氧还原及氧析出反应的掺杂石墨炔的设计与理论计算[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(2): 624-632. DOI: 10.7503/cjcu20200332 |
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| 作者姓名： | 马骏 钟洋 张珊珊 黄仪珺 张利鹏 李亚平 孙晓明 夏振海 |
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| 作者单位： | 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室,北京100029;北德克萨斯州大学材料科学与工程系,丹顿TX 76203,美国 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(批准号:21675007,21676015,21520102002,91622116,51973174);国家重点研发计划项目(批准号:2018YFB1502401,2018YFA0702002,2017YFA0206500);牛顿学者高级基金(批准号:NAFR1191294)资助. |
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| 摘 要： | 在清洁和可再生能源的转化过程中, 氧还原反应和氧析出反应需要高效的电催化剂以克服其动力学限制. 本文设计了一系列掺杂杂原子的无金属石墨二炔, 以促进上述两类关键化学反应.为了评估电催化性能, 利用密度泛函理论研究了反应路径和吉布斯自由能变化. 计算结果表明, 掺杂剂可以优化中间体的吸附, 降低反应的过电位. 本文还得到了将催化剂性质与催化剂结构相关联的内在描述符， 该描述符可以加速开发和筛选新型电催化剂. 研究结果可为清洁能源技术(如燃料电池、 金属空气电池和电解水等)中碳基催化剂的设计提供指导.
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| 关 键 词： | 氧还原反应 氧析出反应 杂原子掺杂石墨二炔 描述符 密度泛函理论 |
| 收稿时间： | 2020-06-08 |
Design and Theoretical Calculation of Heteroatoms Doped Graphdiyne Towards Efficiently Catalyzing Oxygen Reduction and Evolution Reactions |
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| MA Jun,ZHONG Yang,ZHANG Shanshan,HUANG Yijun,ZHANG Lipeng,LI Yaping,SUN Xiaoming,XIA Zhenhai. Design and Theoretical Calculation of Heteroatoms Doped Graphdiyne Towards Efficiently Catalyzing Oxygen Reduction and Evolution Reactions[J]. Chemical Research In Chinese Universities, 2021, 42(2): 624-632. DOI: 10.7503/cjcu20200332 |
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| Authors: | MA Jun ZHONG Yang ZHANG Shanshan HUANG Yijun ZHANG Lipeng LI Yaping SUN Xiaoming XIA Zhenhai |
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| Affiliation: | 1.State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China;2.Department of Materials Science and Engineering，University of North Texas，Denton TX 76203，USA |
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| Abstract: | |
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