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均苯四甲酰亚胺桥联的聚酞菁亚铁的氧还原反应
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]北京工业大学化学与环境工程学院,北京100086, [2]北京大学工学院,北京100871, [3]河北联合大学化学工程学院,河北唐山063009
  • 相关基金:国家自然科学基金(11247281),北京市自然科学基金(2120001)和河北省优秀青年基金(Y2012010)资助项目
中文摘要:

用密度泛函方法研究了一种均苯四甲酰亚胺桥联的聚酞菁亚铁的氧还原反应.设计了三个模型分子以研究此催化剂在不同聚合度时的氧还原催化反应性能.使用BP86泛函和SVP基组进行构型优化得到模型分子及其氧气复合物的电子和分子结构.此催化剂中心的铁原子和氧气以双键结合并发生电荷转移时,氧气被还原.这证明此催化剂具有良好的催化氧还原能力.通过前沿轨道分析以及模型分子氧气复合物稳定性分析证实,具有较高聚合度和较强吸电子取代基的催化剂具有更好的氧还原活性.催化剂的催化性能通过一个电催化循环来实现.在此循环过程中,氧气结合氢离子被还原为水,因此此催化剂需要在酸性介质中使用.

英文摘要:

The activity of a pyromellitimide-bridged polyphthalocyanine Fe(ll) catalyst for 02 reduction is studied by density functional theory calculations. Three model molecules with different polymerization degrees are designed to investigate O2-reduction electrocatalytic reactivity. The molecular and electronic structures of the models and their O2-complexes are optimized with BP86 functional and SVP basis sets. The central Fe atom in the catalyst binds 02 by a double bond followed by a charge transfer to reduce 02. This study indicates that the catalyst has potential for O2-reduction electrocatalytic activity. The calculated frontier molecular orbitals and stabilities of the O2-complexes demonstrate that catalysts with a higher polymerization degree and stronger electron-withdrawing groups will have higher activities for 02 reduction. O2-reduction activity of the catalyst is achieved via an electrocatalytic cycle.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781