PDF《面向高性能能源应用的碳纳米材料结构调控》

1 nm 的 纳米孔隙缺陷会更有助于电解质离子渗透/扩散,使纳米孔隙的边缘碳原子与离 子间化学结合的相互作用减弱,从而进一步提高了材料的电容值. 3.异质原子掺杂 注:本译文仅供学术传播使用,所有版权属于原文出版机构 Wiley 出版社 异质原子掺杂对碳纳米材料的影响已有广泛研究.一般而言,纳米碳的性质 (如电荷转移、热稳定性、带隙、功函数、局域电子态、自旋分布和力学性能) 可能因杂化原子的出现而彻底改变.元素周期表中 C 周围的非金属元素是在碳 基体掺杂中优先考虑的物质,因为它们有着相近的原子尺寸且和 C 之间有强烈 的化学作用.相反的是,金属原子在碳纳米材料表面有形成团聚的趋势,因为金 属和 C 原子的结合能远低于金属原子间的结合能.为了稳定客体的金属原子, 使用杂化原子、官能团或孔洞缺陷等作为主体纳米碳的锚定位点最近发展迅速. 单金属原子掺杂的碳纳米材料在多相催化领域具有广阔的应用前景, 除了相邻 C 原子电子结构发生调整之外,单金属位点还可以直接作为活性位点.因此,关于 这些异质原子掺杂形式及其对性能的影响,我们将进行比较详细的讨论. 3.1 非金属原子掺杂碳纳米材料 图2. a)石墨烯晶格中可掺杂原子的不同掺杂类型示意图;

b)不同掺 N 类型的 HOPG 模型 催化剂的 XPSN 1s 谱图;

c)对应的 ORR 结果;

d)掺N催化剂 N 的K边XANES 图,本征(黑色),ORR 后(黄色),OER 后(蓝色),插图:催化剂 n 型区域和 p 型区域不同 活性位........