介观结构氮掺杂碳纳米笼负载铂-钌合金催化剂的优异甲醇电氧化性能

利用氮掺杂碳纳米笼(h NCNC)的高比表面积及掺杂氮原子的锚定作用,方便地将约3 nm的Pt-Ru合金纳米粒子均匀地负载在h NCNC表面,制得了Pt和Ru比例可调的Pt-Ru/h NCNC双金属合金催化剂.这些催化剂展现出优异的甲醇催化氧化活性和稳定性,且具有良好的抗CO中毒能力,显著优于Pt/h NCNC和商业Pt Ru/C等对照组催化剂.其优异的电化学性能可归因于以下因素的协同作用:(1)Pt-Ru合金的双功能机制增强了催化剂的CO氧化脱附能力从而使活性位重新暴露,(2)h NCNC的氮掺杂及高比表面积有利于获得粒径小且均匀的合金纳米粒子,(3)h NCNC的多尺度分级孔结构有利于甲醇等参与反应物质的传输.

热解聚苯胺/碳纳米笼复合物制备氮掺杂碳材料及其氧还原性能研究

将含氮聚合物聚苯胺(PANI)均匀地担载到具有大比表面积、多级孔结构和高导电性的3D碳纳米笼(CNC)表面,再热解PANI制得了N掺杂位富集于表面、且具有优良导电性的碳基纳米材料.通过改变热解温度和前驱物中PANI的含量,对热解产物的表面N含量和导电性进行了调控.优化得到的NCNC-2-900催化剂具有优异的氧还原反应(ORR)催化性能,其起始电位高(-46 m V vs Ag/Ag Cl),明显优于体相N掺杂的CNC(-105 m V),且稳定性好(运行10 h后仍保留96%活性).该结果表明在保持良好导电性的同时增加表面N掺杂位是提高碳基材料ORR活性的有效途径.