结晶共价三嗪骨架(CTFs)由于其明确的富氮π共轭孔隙率和优异的物理化学性质,在能量和催化方面引起了人们的极大兴趣,但其分子结构非常有限。
要点1. 作者报道了在无溶剂条件下,通过新型的FeCl 3 催化2,6-吡啶二腈(DCP)聚合,首次合成了具有不同层状结构的结晶双孔吡啶基CTF(Fe-CTF)。FeCl 3 作为强路易斯酸催化剂,不仅可以降低DCP单体二维有序聚合的能垒,而且可以作为离子源与新的CTF骨架产生的三齿螯合剂原位配位,原位产生独特的Fe-N 3 单原子活性位点。
要点2. 作者进一步经过简单的球磨剥离处理,可以获得厚度为1.6 nm的大量晶体Fe单原子负载的CTF纳米片(Fe-CTF NSs),并表现出优异的电催化氧还原反应(ORR)性能,其半波电位和起始电位分别为0.902和1.02 V,以及优越的锌-空气电池性能,比容量和功率密度分别高达811.0 mAh g -1 和230.1 mW cm -2 ,代表了迄今为止实现的最好的结晶POM基电催化剂,超过了有史以来报道的许多碳基SACs。
要点 3. 作者通过操作X射线吸收精细结构(XAFS)光谱测量和密度泛函理论(DFT)计算,揭示了在电催化过程中金属活性位点(Fe-N 3 →Fe-N 2 )的动态可逆演变,并且这种配位结构变化可以促进电催化反应朝着有利的方向进行。
Crystalline Dual-Porous Covalent Triazine Frameworks as a New Platform for Efficient Electrocatalysis