ZIF衍生钴镍笼状双金属硫化物高效双功能电催化剂

锌-空气电池的阴极氧还原反应(ORR)动力迟缓,急需开发活性高、成本低的阴极催化剂。本文采用两次热解法合成了沸石咪唑酯骨架结构(ZIF)衍生的多孔碳负载Co、Ni双金属硫化物笼状纳米颗粒材料,通过SEM、XRD、Raman、N2吸附比表面分析、电化学分析等对负载Co、Ni笼状双金属硫化物的多孔碳进行形貌、结构表征以及性能测试。结果表明,金属硫化物导电性能优异,且热解后的多孔碳结构会暴露更多活性位点,具有优异的电催化活性,ORR性能测试中,其半波电位可达0.89 V,优于商用Pt/C催化剂的0.85 V。OER性能在电流密度为10 mA/cm^(2)时电位为1.79 V,与商用IrO_(2)(电位可达1.68 V)相当。本文制备的笼状双金属硫化物具有优异的性能,可作为锌-空气电池的优异双功能电催化剂。

N、S、P共掺杂沸石咪唑酯骨架(ZIF)多孔碳材料制备和电化学性能

采用高温热解的方法制备了N、P、S共掺杂沸石咪唑酯骨架(ZIF)衍生多孔碳材料催化剂,利用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜和电化学工作站等对材料的结构和性能进行表征,探究了掺杂元素对电化学性能的影响。结果表明:相比于单掺杂、双掺杂,N、P、S三元掺杂协同作用促进了产生新的活性位点,表现出优异的电催化活性和稳定性,其ORR(oxygen reduction reaction)半波电位(0.813 V),电流保持效率保持在94.87%,是一种可替代贵金属催化剂的优异的无金属ORR电催化剂。

自组装CNT/CNF/AgNPs柔性自支撑阴极膜用于可充电锌空气电池的新策略

通过液相原位还原的方法合成了柔韧性好、电导率高的碳纳米管/纳米纤维素纤维/银纳米颗粒(CNT/CNF/Agx)复合膜,并作为锌空气电池的柔性自支撑阴极。利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X-射线光电子能谱(XPS)等技术对复合膜进行了表征,组装成全固态柔性锌空气电池进行充放电以及稳定性测试。当AgNO_(3)和NaBH_(4)物质的量比为1∶10时制备的CNT/CNF/Ag1-10复合膜电导率高达293.2S/m,具有优异的氧还原性能,此时银纳米粒子结晶度最高,氧还原反应中极限电流密度达到5.19 mA/cm^(2),塔菲尔斜率低至71 mV/dec。表明该复合膜作为锌空气的柔性阴极具有良好的电催化性能和广阔的的应用前景。