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含氮石墨烯基电催化剂中氢化吡啶和吡咯氮的核心能级变化:面内缺陷与边缘缺陷
The Journal of Physical Chemistry C ( IF 3.3 ) Pub Date : 2016-12-15 00:00:00 , DOI: 10.1021/acs.jpcc.6b09778
Ivana Matanovic 1, 2 , Kateryna Artyushkova 1 , Matthew B. Strand 3 , Michael J. Dzara 3 , Svitlana Pylypenko 3 , Plamen Atanassov 1
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结合使用N 1s X射线光电子能谱(XPS)和含氮模型电催化剂的第一性原理计算来阐明氮缺陷的性质,这些缺陷会影响N 1s XPS光谱的结合能(BE)范围。这些材料高于〜400 eV。获得了一组模型材料的实验核心能级位移,即N掺杂碳纳米球,Fe–N–碳纳米球,聚吡咯,聚吡啶和氯化吡啶鎓,并与使用密度泛函理论计算的位移进行了比较。结果证实,在含氮催化剂的N 1s XPS光谱中,位于〜400.7 eV处的宽峰通常被指定为吡咯氮,包含来自其他氢化氮物质的贡献,例如氢化吡啶二酮官能度。即 使用Perdew-Burke-Ernzerhof交换相关函数,氢化吡啶二氮和吡咯N的N 1s BEs分别计算为400.6和400.7 eV。重点放在研究石墨烯片的平面和边缘上的含氮缺陷在XPS压印上的差异。面内和边缘缺陷的N 1s的BE的密度泛函理论计算表明,氢化的N缺陷比未氢化的N缺陷对碳基质中化学环境的变化更敏感。计算还表明,如果石墨烯的边缘被氧化或被裸露的碳原子封端,则边缘氢化的吡啶-N和吡咯-N缺陷只会对位于〜约400.7 eV的N 1s XPS峰有贡献。



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更新日期:2016-12-15
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