Pt/Co-N-C电催化材料的制备及其碱性ORR性能

O643.36; 金属有机框架材料(MOFs)是一种制备过渡金属-氮-碳(M-N-C)氧还原电催化材料的有效前驱体,但在热解过程中结构坍塌等问题限制了其实际应用.本研究通过表面活性剂F-127包覆以及Zn掺杂对ZIF-67进行改性,并对改性后的Zn-ZIF-67@F-127在氩气气氛下进行热解,制得结构完整的Co-N-C载体.通过在Co-N-C载体表面进行Pt的负载,制备了Pt/Co-N-C复合氧还原反应(ORR)催化剂,并对其在碱性电解液中的ORR催化性能进行了探究.实验结果表明,F-127的加入提高了Zn-ZIF-67@F-127在热解过程中的形貌保持率,Pt/Co-N-C在O2饱和的0....

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Published in人工晶体学报 Vol. 52; no. 4; pp. 654 - 662
Main Authors 任志立, 段磊, 徐守冬, 陈良, 易群, 张鼎
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 太原理工大学化学工程与技术学院,太原 030024%太原理工大学化学学院,太原 030024%武汉工程大学化工与制药学院,武汉 430205 01.04.2023
Subjects
F-127
抗甲醇性能
氧还原反应
Pt/Co-N-C电催化材料
ZIF-67
碱性电解液
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ISSN1000-985X
DOI10.3969/j.issn.1000-985X.2023.04.015

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Summary:O643.36; 金属有机框架材料(MOFs)是一种制备过渡金属-氮-碳(M-N-C)氧还原电催化材料的有效前驱体,但在热解过程中结构坍塌等问题限制了其实际应用.本研究通过表面活性剂F-127包覆以及Zn掺杂对ZIF-67进行改性,并对改性后的Zn-ZIF-67@F-127在氩气气氛下进行热解,制得结构完整的Co-N-C载体.通过在Co-N-C载体表面进行Pt的负载,制备了Pt/Co-N-C复合氧还原反应(ORR)催化剂,并对其在碱性电解液中的ORR催化性能进行了探究.实验结果表明,F-127的加入提高了Zn-ZIF-67@F-127在热解过程中的形貌保持率,Pt/Co-N-C在O2饱和的0.1 mol·L-1 KOH中,催化剂的起始电位、半波电位、极限扩散电流密度分别为1.027 V、0.836 V和5.51 mA·cm-2,与商用20％Pt/C性能相近.Pt与Co-N-C的协同作用使得催化剂不仅对ORR的四电子路径显示出高选择性,更在计时电流测试中表现出接近于商用20％Pt/C的稳定性与较商用20％Pt/C更优的抗甲醇性能.
ISSN:1000-985X
DOI:10.3969/j.issn.1000-985X.2023.04.015