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flyfish1997木虫 (小有名气)
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[交流]
氮掺石墨烯增强ORR的理解 已有5人参与
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不少文献都计算得到，N掺石墨烯后，由于N电负性大，使得邻近的C带正电荷 （可以理解），然后邻近的C就容易吸附氧气、活化氧分子（怎么理解？）。氧气是电子接受体，应该容易吸附在电荷密度高的C上啊，为什么容易吸附在带正电荷的邻近的C上？ 这篇SCIENCE（http://science.sciencemag.org/content/351/6271/361.full）上说，N掺石墨烯后，使得邻近的C为路易斯碱 （怎么理解？），然后容易吸附氧气（如果C是路易斯碱，这个可以理解）。 |
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 氧还原反应ORR | 硕士收藏 | ORR催化剂 |
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valenhou001
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"这篇SCIENCE（http://science.sciencemag.org/content/351/6271/361.full）上说，N掺石墨烯后，使得邻近的C为路易斯碱 " 这篇文章所提出“路易斯碱”的观点来解释实验结果，是认为pyridinic的N。一般地讲, pyridinic N具有孤对电子。 有些实验文章里认为这个孤对电子会很容易贡献给O2分子，使得O2易于吸附。这篇science文章里，提出了一个略不同的观点，pyridinic N周围（即最近邻的）碳原子具有多的电子（因为氮的掺杂），是路易斯碱，易于O2吸附。 这两种观点也是有待理论和实验的验证的。是有欠缺的。对于前一种观点，忽略了N-O2很难形成键。若能形成键的话，那意味着O-O键要断开，形成N-O键。所以这种观点也不是那么合理。 后一种观点里忽略了质子对pyrindic N的影响。 由于在ORR的过程中，催化剂活性位点周围也有质子的存在，pyrindic N可能会很容易氢化，形成 pyridinum N 也就是 N-H。 |
9楼2017-03-05 21:32:26
valenhou001
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“N掺石墨烯后，由于N电负性大，使得邻近的C带正电荷 （可以理解），然后邻近的C就容易吸附氧气、活化氧分子”这种解释是有牵强，或者不合理的。氮比碳多一个电子，以graphtic 构型的氮为例，这个多出的电子贡献到碳环的大pi反键态，氮最近邻的碳原子上贡献最大。建议参考我的这篇文章：https://arxiv.org/abs/1205.6575。本人对那篇science 的文章提出解释原因有点异议，他们提的解释也有的瞎掰。 发自小木虫IOS客户端 |
2楼2017-03-05 19:09:38
3楼2017-03-05 20:02:38
flyfish1997
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你的意思是，N掺进去后，使C的电荷密度增加了？这个跟science的解释类似，这样倒是可以理解吸附氧能力强了。 如果从电负性的角度，刚好相反，N电负性强，吸引C上的电荷，使C带正电荷。好几篇angew的计算都这样的结果，例如 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201206720/full。只是不理解他们为什么说C带正电了或者电荷密度减小了，更有利于吸附氧气？？ |
4楼2017-03-05 20:37:36
