稻壳碳硅材料的制备及其电化学应用

稻壳(Rice Husk,RH)是一种来源丰富并满足可持续发展要求的生物质材料,富含大量的碳、硅元素。通过高温热解、物理化学活化等方法进行预处理后,添加无机酸、无机碱或无机盐类优化其表面性质并控制其孔道结构,可制得性能优异的碳硅材料。对碳硅材料进行预分离和酸处理后可制备二氧化硅,制得的二氧化硅进一步在铝热或镁热体系中进行还原,可制得纳米级硅材料。稻壳碳硅材料在工业中具有广泛的应用,重点介绍其电化学领域的应用,包括超级电容器、锂离子电池负极、碳铅电池负极、电化学氧还原反应催化剂。

活化剂对铁卟啉修饰的稻壳碳催化剂氧还原反应性能的影响

稻壳碳(RHC)材料由于其产量丰富,价格低廉,近年来已被应用于多种工业领域。阴极上电催化氧还原反应(ORR)的缓慢动力学是限制燃料电池性能的关键因素,用稻壳碳材料制备价格低廉的ORR催化剂具有良好的应用前景。对稻壳碳材料的制备条件进行优化,探究K2CO3、KOH两种活化剂对所制备铁卟啉修饰的稻壳材料ORR性能的影响。结果表明,在以稻壳碳(RHC)K 2CO3 KOH=133的比例进行活化处理时,得到的RHC材料具有最大的比表面积和更加适宜的孔结构,在铁卟啉衍生化后具有最优的ORR性能,其半波电位为0.865 V,具有与Pt/C相近的塔菲尔斜率,且ORR过程接近四电子还原。