鐵酞菁功能化石墨烯負(fù)載鐵Fe、鈷Co、鎳Ni細(xì)納米團(tuán)簇

由于清潔能源的波動(dòng)性、電網(wǎng)的調(diào)控及移動(dòng)電源等需求，能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)換是科研界研究的熱點(diǎn)。電催化氧還原（ORR）、氧析出（OER）和二氧化碳還原（CO2RR）在能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)換過(guò)程中起了關(guān)鍵的作用。但由于ORR、OER和CO2RR催化過(guò)程是多電子過(guò)程，其過(guò)高的過(guò)電位是目前研究面臨的挑戰(zhàn)，因此需研究催化體系。

細(xì)納米團(tuán)簇因其量子尺寸效應(yīng)，可以通過(guò)調(diào)控納米團(tuán)簇與載體之間的相互作用優(yōu)化并調(diào)控催化性能。納米團(tuán)簇與有機(jī)分子相互作用在自然界酶催化系統(tǒng)中普遍存在，受自然界酶催化活性中心點(diǎn)的啟發(fā)，

我們利用自組裝方法，通過(guò)在石墨烯上負(fù)載1-2層鐵酞菁有機(jī)分子，隨后利用自組裝方法進(jìn)一步合成了細(xì)納米氧化物團(tuán)簇。TEM、AFM等表征手段證明FeOx、CoOx、NiOx細(xì)納米團(tuán)簇為大小約2納米厚度為1-3個(gè)原子層的薄片結(jié)構(gòu)（如圖1A-B），這些細(xì)納米團(tuán)簇均一的負(fù)載在鐵酞菁功能化石墨烯上(結(jié)構(gòu)示意圖如圖1C)。結(jié)合XPS和NEXAFS分析表明，F(xiàn)eOx、CoOx、NiOx主要以氫氧化物或者氧化物的形式存在，且細(xì)納米氧化物團(tuán)簇與鐵酞菁之間存在的電子轉(zhuǎn)移效應(yīng)，證明了細(xì)納米氧化物團(tuán)簇與鐵酞菁之間較強(qiáng)的相互作用。有意思的是，鐵酞菁具有*的氧化還原電子轉(zhuǎn)移活性，其能夠?qū)崿F(xiàn)Fe(0)↔Fe(IV)零價(jià)到四價(jià)的可逆轉(zhuǎn)換。鐵酞菁和納米團(tuán)簇復(fù)合物能夠降低OER和ORR的Tafel斜率。鐵酞菁*的接收和提供電子能力能夠改變細(xì)納米團(tuán)簇的電子分布，從而為多電子電催化過(guò)程提供電子，催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)鐵酞菁與細(xì)納米團(tuán)簇的協(xié)同催化。該研究證明鐵酞菁可在電催化過(guò)程中作為電子受體和供體，調(diào)控電子接收和提供能力可實(shí)現(xiàn)多電子催化。

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圖1.  FeOx、CoOx、NiOx細(xì)納米團(tuán)簇負(fù)載于鐵酞菁功能化石墨烯上

A) TEM圖和B) AFM圖。

a）鐵酞菁負(fù)載在石墨烯上；

b) FeOx;

c) CoOx;

d) NiOx細(xì)納米團(tuán)簇負(fù)載于鐵酞菁功能化石墨烯上。

值得注意的是，由于鐵在鐵酞菁中往往以二價(jià)或者三價(jià)穩(wěn)定存在，當(dāng)鐵在電催化過(guò)程中轉(zhuǎn)換成為Fe(0)時(shí)（CO2RR環(huán)境下），其得到兩個(gè)電子使得鐵原子的半徑增大，從而導(dǎo)致鐵原子從鐵酞菁的平面結(jié)構(gòu)中凸出來(lái)，是當(dāng)在CO2RR還原過(guò)程中，生成的CO對(duì)鐵原子具有將強(qiáng)的吸附作用，從而致使鐵酞菁失去金屬鐵原子而去金屬化。有意思的是，細(xì)納米團(tuán)簇中的Co和Ni原子能夠迅速取代Fe原子，在CO2RR還原過(guò)程中原位形成鈷酞菁和鎳酞菁。電化學(xué)原位形成的鈷酞菁和鎳酞菁與納米團(tuán)簇協(xié)同作用下CO2RR活性。同理，當(dāng)鐵酞菁中的鐵轉(zhuǎn)換為Fe(IV)時(shí)（OER），其失去電子后將導(dǎo)致鐵原子的半徑變小，從而在OER過(guò)程中去金屬化而導(dǎo)致OER穩(wěn)定性欠佳。幸運(yùn)的是，鈷和鎳的細(xì)納米團(tuán)簇能夠在OER過(guò)程中的捐贈(zèng)電子給鐵酞菁，從而使其穩(wěn)定在Fe(III)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定OER。

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圖2. Fe、Co、Ni細(xì)納米團(tuán)簇負(fù)載在鐵酞菁功能化石墨烯的CO2RR、ORR和OER催化反映機(jī)制示意圖

齊岳產(chǎn)品：

1,4,8,11,15,18,22,25-八丁氧基-29H,31H-酞菁鎳(II)，CAS：155773-71-0

1,4,8,11,15,18,22,25-八丁氧基-29H,31H-酞菁錳(II)，CAS：1809874-69-8

1,4,8,11,15,18,22,25-八丁氧基-29H,31H-酞菁鈀(II)，CAS：866952-93-4

1,4,8,11,15,18,22,25-八丁氧基-29H,31H-酞菁鉑(II)，CAS：1262227-00-8 

1,4,8,11,15,18,22,25-八丁氧基-29H,31H-酞菁磷(IV)，CAS：757940-49-1 

5,9,14,18,23,27,32,36-八丁氧基-2,3-萘酞菁鋅 ，CAS：189203-78-9 

5,9,14,18,23,27,32,36-八丁氧基-2,3-萘酞菁銅，CAS：155773-67-4

5,9,14,18,23,27,32,36-八丁氧基-2,3-萘酞菁鎳 (II)CAS：155773-70-9

1,4,8,11,15,18,22,25-八丁氧基-29H,31H-酞菁鋅(II)，CAS：107227-89-4

1,4,8,11,15,18,22,25-八丁氧基-29H,31H-酞菁銅(II)，CAS：107227-88-3

5,9,14,18,23,27,32,36-八丁氧基-2,3-萘酞菁錳 (II),  CAS：262594-86-5

5,9,14,18,23,27,32,36-八丁氧基-2,3-萘酞菁鈀 (II)CAS：150485-60-2 

5,9,14,18,23,27,32,36-八丁氧基-2,3-萘酞菁鉑，CAS：1441927-10-1 

酞菁銅(CuPc)摻雜TiO2微腔
酞菁銅功能化四氧化三鐵納米材料(HBCuPc/Fe3O4)
酞菁銅(CuPc)/C60薄膜
酞菁銅/氟代苯基茈酰亞胺復(fù)合材料(CuPc-D24DFPP)
酞菁銅/聚芳醚腈/四氧化三鐵納米雜化材料
硅酞菁修飾二氧化鈦晶體(SiPcs/TiO2)
氯代磺化酞菁銦功能化石墨烯雜化材料
磺化酞菁鈷/鎢酸鉍納米復(fù)合材料(CoPcS/Bi2WO6)
聚合酞菁鈷修飾玻碳電極(poly-CoPc-GC)
石墨烯/酞菁鈷(GR/CoPc)復(fù)合材料
酞菁鈷/二氧化錫納米復(fù)合材料|CoPc/SnO2
酞菁鈷/納米鐵復(fù)合顆粒(CoPc/Fe)
活性炭負(fù)載四磺酸基酞菁鈷
酞菁鈷-四氧化三鐵納米復(fù)合粒子(CoPc-Fe3O4)
介孔分子篩負(fù)載金屬酞菁
聚合酞菁鐵/多壁碳納米管(Poly-Fe Pc/MWCNTs)復(fù)合材料
兩親性聚芳醚腈負(fù)載酞菁鋅復(fù)合微球
四硝基酞菁鐵改性聚氨酯薄膜
酞菁改性聚苯乙炔高分子材料
鎂鋁水滑石負(fù)載四磺酸酞菁鐵
納米二氧化硅負(fù)載鋅酞菁
金屬磺化酞菁功能化石墨烯雜化材料
酞菁銅/聚芳醚腈復(fù)合材料
酞菁銅/硫化鎘多層復(fù)合膜
酞菁銅-冠醚鈉雙金屬配合物
酞菁銅羧酸摻雜聚苯胺(PANI)薄膜
酞菁銅修飾氧化鋅復(fù)合材料
酞菁銅氧化鐵納米粒子
碳納米管/酞菁銅修飾鍍銀光伏纖維

 金屬酞菁接枝改性PVDF中空纖維膜
聚四氨基酞菁銅包埋二茂鐵聚合膜修飾電極(PPcFc)
金屬酞菁/碳納米管復(fù)合材料
酞菁銅/氟代苯基苝酰亞胺復(fù)合材料
銦酞菁/氧化石墨烯高分子材料
MCM-41/酞菁鈷納米復(fù)合材料
MCM-41/酞菁銅納米復(fù)合材料
多酸/酞菁銅復(fù)合膜電極(CuPc-PANI)
氨基酞菁銅/封端聚芳醚腈(PEN-t-Ph/CuPc-NH2)復(fù)合材料
聚酰亞胺/酞菁銅復(fù)合薄膜
四磺基酞菁銅-氧化錫(CuTSPc/SnO2)納米介孔復(fù)合材料
十八烷基三氯硅烷(OTS)修飾酞菁銅(CuPc)
石墨烯/銅酞菁納米復(fù)合材料(GO/3-CuPc)

磺化酞菁銅(CuTsPc)LB膜
酞菁鈷負(fù)載鎂鋁水滑
金屬酞菁/二氧化錫復(fù)合粒子
酞菁鐵負(fù)載二氧化硅
修飾鋅酞菁
四硝基鋅酞菁
羧酸香豆素鋅酞菁
酞菁鋅摻雜二氧化硅凝膠
酞菁鋅聚合物納米膠束
酞菁鋅納米帶單晶晶體管
酞菁鋅衍生物L(fēng)B膜
竹炭負(fù)載酞菁鐵
鋅酞菁接枝溫敏水凝膠
氧化石墨烯/酞菁鋅復(fù)合膜
藻藍(lán)蛋白—酞菁復(fù)合物
氯磺酰酞菁銅(s-CuPc)修飾多壁碳納米管(MWCNT-Pc)
CuPc(COOH)8-SA/mCS雙極膜
酞菁染料敏化CsPbBr3薄膜
酞菁鋅多巴胺光敏劑
鋅鋁水滑石負(fù)載羧酸基酞菁鋅
酞菁改性馬來(lái)酰亞胺樹(shù)脂
脂溶性酞菁改性分子篩
酞菁錳-苯甲酸功能化石墨烯(BFG-MnTAPc)復(fù)合材料
鉑納米粒子-酞菁鈷-多壁碳納米管修飾玻碳電極
八羧基酞菁鋅/凹凸棒土復(fù)合染料
SDC/TPGS混合膠束負(fù)載鋅酞菁
PDI/酞菁復(fù)合光催化劑
磺化酞菁鈷(CoSPc)負(fù)載活性炭
酞菁鈷/納米鐵復(fù)合顆粒
酞菁鈷負(fù)載水滑石(CoPcTs—LDH)
鎘酞菁/聚丙烯腈復(fù)合納米纖維
酞菁銅-酞菁鉛復(fù)合膜(CuPc-PbPc)
酞菁鐵- 鈷/納米鐵(FeCoPc/nm-Fe)微復(fù)合粒子
酞菁-二噻吩乙烯光致變色雜化物
氨基金屬酞菁功能化修飾氧化石墨烯
氯代磺化酞菁鐵功能化石墨烯雜化材料
酞菁銦功能化四臂星型聚甲基丙烯酸甲酯
四磺酸基酞菁鐵(FeTSPc)功能化石墨烯納米層(GNs)復(fù)合物
酞菁銅功能化聚苯胺(PAnCuPc)
甲氨喋呤修飾載阿霉素酞菁鋅-磷脂復(fù)合物
β-環(huán)糊精修飾酞菁配合物
酞菁鋅—磷脂復(fù)合物
金屬酞菁鋅接枝聚芳醚光催化材料
金剛烷修飾酞菁鋅配合物
氨基修飾酞菁鋅(Pc Zn)
酞菁鋅改性介孔分子篩
十六羧酸基酞菁鋅光敏劑
聚芳醚腈負(fù)載酞菁鋅復(fù)合微球
丁二酸酐改性鋅酞菁
萘氧橋香豆素-雙核鋅酞菁
殼聚糖負(fù)載磺化酞菁鈷(CoPcS)
四磺酸基酞菁銅修飾鉑膠體
酞菁銅功能化碳納米管(HBCuPc-CNTs)
酞菁銅/氧化鈦納米復(fù)合薄膜
酞菁銅磺酰氯接枝聚苯胺
酞菁銅化合物L(fēng)B膜
寡聚物功能化卟啉光敏劑
氨基酸卟啉光敏劑
重氮鹽功能化石墨烯/酞菁復(fù)合材料
酞菁氧鈦單晶有機(jī)材料
酞菁/二氧化硅復(fù)合大孔材料

苯胺酞菁(Zn Pc1)/季銨鹽(Zn Pc2)酞菁

含酰亞胺結(jié)構(gòu)支化酞菁復(fù)合材料
酞菁/碳納米管復(fù)合材料
支化金屬酞菁@納米鈦酸鋇顆粒
金屬酞菁/聚芳醚腈功能復(fù)合材料
金屬酞菁/石墨烯復(fù)合材料
異戊烷氧基等酞菁/石墨烯復(fù)合材料
鈷酞菁/氮摻雜石墨烯復(fù)合材料
石墨烯修飾銅酞菁納米GO/3-CuPc復(fù)合材料
金屬酞菁功能化石墨烯載Pt催化劑
修飾的鋅酞菁材料
氨基酸修飾鋅酞菁與牛血清白蛋白復(fù)合材料
取代雙層酞菁镥(Ⅲ)光敏染料
八-4-(四氫糠氧基)酞菁銪(HI)的雙酞菁衍生物
四-(三氟乙烷氧基)酞菁鍺
四磺基鈰酞菁
酞菁-銥金屬配合物
嵌接式酞菁層狀銻磷酸H2O2氧化催化劑
光電轉(zhuǎn)移材料—金屬酞菁化合物
四磺化酞菁鎳 (NiTSPc)復(fù)合凝膠材料
二磺基二鄰苯二甲酰亞胺甲基酞菁鋅(ZnPcS2P2)
季銨堿化酞菁鈷
cRGD靶向肽修飾硅酞菁光敏劑
石墨烯/酞菁/聚苯胺復(fù)合電極材料
金屬酞菁功能化支化聚芳醚酮
羧酸類(lèi)鋅酞菁光敏劑
酞菁卟啉光敏劑修飾納米二氧化鈦(TiO2)
酞菁修飾磁性二氧化硅納米管
聚賴(lài)氨酸偶合酞菁光敏劑
石墨烯/金屬酞菁復(fù)合材料
磺化酞菁氧釩功能化石墨烯雜化材料
苯并噻二唑功能化金屬酞菁
四羧基鋁酞菁納米粒子
多肽修飾高分子聚導(dǎo)電聚合物PH3T
鎳酞菁功能化石墨烯載金復(fù)合材料

小編：axc(西安齊岳生物)