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Intrinsic Electrocatalytic Activity Regulation of M–N–C Single‐Atom Catalysts for the Oxygen Reduction Reaction
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2020-04-21 , DOI: 10.1002/anie.202003917 Chang-Xin Zhao 1 , Bo-Quan Li 1 , Jia-Ning Liu 1 , Qiang Zhang 1
Angewandte Chemie International Edition ( IF 16.1 ) Pub Date : 2020-04-21 , DOI: 10.1002/anie.202003917 Chang-Xin Zhao 1 , Bo-Quan Li 1 , Jia-Ning Liu 1 , Qiang Zhang 1
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Single‐atom catalysts (SACs) with highly active sites atomically dispersed on substrates exhibit unique advantages regarding maximum atomic efficiency, abundant chemical structures, and extraordinary catalytic performances for multiple important reactions. In particular, M–N–C SACs (M=transition metal atom) demonstrate optimal electrocatalytic activity for the oxygen reduction reaction (ORR) and have attracted extensive attention recently. Despite substantial efforts in fabricating various M–N–C SACs, the principles for regulating the intrinsic electrocatalytic activity of their active sites have not been sufficiently studied. In this Review, we summarize the regulation strategies for promoting the intrinsic electrocatalytic ORR activity of M–N–C SACs by modulation of the center metal atoms, the coordinated atoms, the environmental atoms, and the guest groups. Theoretical calculations and experimental investigations are both included to afford a comprehensive understanding of the structure–performance relationship. Finally, future directions of developing advanced M–N–C SACs for electrocatalytic ORR and other analogous reactions are proposed.
中文翻译：
M–N–C单原子催化剂对氧还原反应的本征电催化活性调节
具有原子分散在基材上的高活性位的单原子催化剂（SAC）在最大原子效率，丰富的化学结构以及对多个重要反应的出色催化性能方面表现出独特的优势。特别是，M–N–C SAC（M =过渡金属原子）对氧还原反应（ORR）表现出最佳的电催化活性，并且最近引起了广泛关注。尽管在制造各种M–N–C SAC方面付出了巨大的努力，但尚未充分研究调节其活性位点固有的电催化活性的原理。在本综述中，我们总结了通过调节中心金属原子，配位原子，环境原子来提高M–N–C SAC的固有电催化ORR活性的调控策略，和客人团体。理论计算和实验研究都包括在内，以提供对结构-性能关系的全面理解。最后，提出了开发用于电催化ORR和其他类似反应的高级M–N–C SAC的未来方向。
更新日期：2020-04-21
中文翻译：
M–N–C单原子催化剂对氧还原反应的本征电催化活性调节
具有原子分散在基材上的高活性位的单原子催化剂（SAC）在最大原子效率，丰富的化学结构以及对多个重要反应的出色催化性能方面表现出独特的优势。特别是，M–N–C SAC（M =过渡金属原子）对氧还原反应（ORR）表现出最佳的电催化活性，并且最近引起了广泛关注。尽管在制造各种M–N–C SAC方面付出了巨大的努力，但尚未充分研究调节其活性位点固有的电催化活性的原理。在本综述中，我们总结了通过调节中心金属原子，配位原子，环境原子来提高M–N–C SAC的固有电催化ORR活性的调控策略，和客人团体。理论计算和实验研究都包括在内，以提供对结构-性能关系的全面理解。最后，提出了开发用于电催化ORR和其他类似反应的高级M–N–C SAC的未来方向。
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