可调谐 [Ti(IV)Pc]2+ 与 Ti(II)Pc 钛氧酞菁的电子结构与氧还原：量子化学预测
材料科学
2017-01-03 v1
摘要
铂基催化剂的高成本阻碍了聚合物电解质膜燃料电池（PEMFCs）的商业化。因此，本文从理论上研究了 [Ti(IV)Pc]2+、Ti(II)Pc 钛氧酞菁及其定制的外围和轴向配体络合物的电子结构与氧还原能力，以确定非贵金属阴极催化剂。我们的结果表明，外围取代和未取代的 Ti(II)Pc 三重态络合物能自发还原过氧化物。单重态 [Ti(IV)Pc]2+ 母体络合物具有 6.45 eV 的能垒。然而，在外围位置进行氟取代可将能垒降至 0.45 eV。此外，氯取代表现出与三重态类似的自发过氧化物还原。Ti(II)Pc 络合物和单重态氯取代络合物的高催化活性，归因于双氧分子与新型催化剂络合物之间的最佳电荷转移。因此，Ti(II)Pc 和氯取代单重态络合物被认为是 PEMFCs 中贵金属 Pt 基催化剂的潜在替代品。
关键词
引用
@article{arxiv.1701.00358,
title = {Electronic structure and oxygen reduction on tunable [Ti(IV)Pc]2+and Ti(II)Pc titanyl-phthalocyanines: A quantum chemical prediction},
author = {Jeffrey R. De Lile and Thomas Heine and Su Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.00358},
year = {2017}
}
备注
41 pages, 7 figures and 5 tables