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Enregistrement W4309813924 · doi:10.1149/ma2022-02542021mtgabs

Synthesis of Single-Atom and Dual-Atom Catalyst Using N-Defective C<sub>3</sub>N<sub>4</sub>

2022· article· en· W4309813924 sur OpenAlexaff
Sang yong Shin, Hyunjoo Lee

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineEnergy
ThématiqueAdvanced Photocatalysis Techniques
Établissements canadiensKootenay Association for Science & Technology
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésCatalysisElectrochemistryMetalCrystallographyAtom (system on chip)Materials scienceX-ray absorption fine structureChemistryPhysical chemistryElectrodeSpectroscopyPhysicsMetallurgyOrganic chemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Single-atom catalysts, which have been studied tremendously in the past decade, are emerging as a new class of heterogeneous catalysts. It is now generally known that defect sites play an important role in forming single-atomic structures. In the case of SACs, defective sites provide not only space for fixation of metal precursor, but also electrons for stabilizing positive metal ions. Graphitic carbon nitride (g-C3N4) is one of the ideal 2D materials for the synthesis of SACs. C3N4 has enough anchoring sites which originate from the ordered structure of tri-s-triazines connected together. Furthermore, abundant nitrogen atoms in C3N4 can provide electrons to single metal atoms. however, C3N4 is unsuitable as support for electrochemical catalysts due to its low electrical conductivity. Therefore, we made a C3N4 shell on the outer surface of carbon black (Ketjen Black EC-600JD) to obtain conductive support (C@C3N4).[1] Pt was supported on C@C3N4 at 1, 2, 4, and 8 wt% by wetness impregnation method. Through XRD, HAADF-STEM, and XAFS analysis, it was confirmed that a single-atomic structure was formed only when the Pt content was 1 or 2 wt%. In addition, I confirmed that the H2O2 selectivity (%) in the electrochemical oxygen reduction reaction was different according to the Pt content of the catalysts. In terms of controlling reaction sites at the atomic level, the challenge above creating single-atomic structures is creating structures in which two or three atoms are formed as dimer or trimer. Unlike single-atom catalysts, in a dimer or trimer structure, two or more atoms are adjacent to each other, so they can exhibit completely different catalytic properties. Finely controlling the defect site of the support can be a good strategy. Therefore, I adopted the strategy of making a defect in C3N4 to synthesize a dimer structure. It has been reported that N-vacancy can be selectively formed on C3N4 by additional heat treatment with NaBH4.[2, 3] In addition, DFT calculation results have been reported that Pd-Cu dimer structure can be stably formed on nitrogen-defective C3N4.[4] In this work, I create N-vacancy on a Pt1/C@C3N4 by additional heat treatment with NaBH4, and Co atoms were deposited as a secondary transition metal. The research strategy was to anchor the Co atom to the N-vacancy formed around the Pt single-atom, resulting in the formation of a dimer structure. First of all, the formation of N-vacancy on C@C3N4 support was clearly confirmed by FT-IR and XPS analysis. To confirm the dimer structure of Pt and Co, XAFS analysis was conducted. As a result, although not all Pt and Co atoms formed a dimer structure due to the limitation of the synthesis method, the intended structure of Co atom connected to a Pt atom was confirmed. In the Pt L3 edge EXAFS, a peak arising from Pt-Co scattering was observed at 2.4 Å. Furthermore, to confirm that PtCo alloy particles were not formed, high-result HAADF-STEM images were taken. All metal atoms were atomically dispersed, and nanoparticles were not found. This research demonstrated that defect engineering on support material can successfully modify active site on the atomic scale. References [1] Lee, I. H.; Cho, J.; Chae, K. H.; Cho, M. K.; Jung, J.; Cho, J.; Lee, H. J.; Ham, H. C.; Kim, J. Y., Appl. Catal. B, 2018, 237, 318-326. [2] Wen, Y.; Qu, D.; An, L.; Gao, X.; Jiang, W.; Wu, D.; Yang, D.; Sun, Z., ACS Sustain. Chem. Eng. 2019, 7 (2), 2343-2349. [3] Yu, H.; Shi, R.; Zhao, Y.; Bian, T.; Zhao, Y.; Zhou, C.; Waterhouse, G. I. N.; Wu, L.-Z.; Tung, C.-H.; Zhang, T., Adv. Mater. 2017, 29 (16), 1605148. [4] Cao, Y.; Zhao, C.; Fang, Q.; Zhong, X.; Zhuang, G.; Deng, S.; Wei, Z.; Yao, Z.; Wang, J., J. Mater. Chem. A, 2020, 8 (5), 2672-2683.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,002

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,243
Écart entre enseignants0,227 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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