基于固废微波快速制备泡沫碳负载CoOx纳米片及电催化析氧性能

O643; 开发性能稳定、成本低廉的电催化剂对于电催化水分解实现大规模制氢至关重要.以固体废弃物三聚氰胺泡沫为原料,采用微波选择性加热的方法在碳化后的三维氮掺杂碳骨架上快速生长均匀分布的CoOx 纳米片多孔包覆层(CoOx/N-C).微波反应过程仅需45 s,反应速率比传统化学沉淀—热解法(制备时间6～8 h)提高了两个数量级.电化学测试结果表明,当电流密度为10 mA cm-2时,CoOx/N-C电极在1M KOH电解液中过电位仅为340 mV;经过10 h循环测试,其电催化性能保持率高达97％.这主要归因于三维氮掺杂碳作为电子传输通道有效地提高了 CoOx的导电性,且CoOx 纳米片多孔层...

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Published in功能材料 Vol. 54; no. 8; pp. 8148 - 8156
Main Authors 张青原, 龙威宇, 崔玉琛, 徐磊, 孟祥康, 唐少春
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室,南京210093%南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室,南京210093 30.08.2023
江苏省农业科学研究院农业设施与设备研究所,南京210014%南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室,南京210093
海安南京大学高新技术研究院,江苏海安226600
Subjects
微波加热
microwave heating
oxygen evolution reaction
CoOx纳米片
electro-catalyst
CoOx nanosheets
析氧反应
电催化
nitrogen doped carbon foam
氮掺杂泡沫碳
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ISSN1001-9731
DOI10.3969/j.issn.1001-9731.2023.08.018

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Summary:O643; 开发性能稳定、成本低廉的电催化剂对于电催化水分解实现大规模制氢至关重要.以固体废弃物三聚氰胺泡沫为原料,采用微波选择性加热的方法在碳化后的三维氮掺杂碳骨架上快速生长均匀分布的CoOx 纳米片多孔包覆层(CoOx/N-C).微波反应过程仅需45 s,反应速率比传统化学沉淀—热解法(制备时间6～8 h)提高了两个数量级.电化学测试结果表明,当电流密度为10 mA cm-2时,CoOx/N-C电极在1M KOH电解液中过电位仅为340 mV;经过10 h循环测试,其电催化性能保持率高达97％.这主要归因于三维氮掺杂碳作为电子传输通道有效地提高了 CoOx的导电性,且CoOx 纳米片多孔层为电催化析氧反应(OER)提供了足够多的活性位点.研究为快速制备高性能OER电催化材料提供了一种新方法,为固体废弃物高价值再利用提供了一种有效途径.
ISSN:1001-9731
DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2023.08.018