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钴氮共掺杂碳基电催化剂的制备及性能调控 被引量:2
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作者 公维佳 张鸿宇 +1 位作者 杨柳 唐小斌 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期40-49,共10页
贵金属基电催化剂是促进燃料电池及金属-空气电池技术发展的关键材料,然而,其单一的氧还原/氧析出催化功能及高昂的制备成本制约了其推广应用。为此,开发低成本、高效的非贵金属双功能电催化剂至关重要。以核壳金属有机框架(MOFs)为前驱... 贵金属基电催化剂是促进燃料电池及金属-空气电池技术发展的关键材料,然而,其单一的氧还原/氧析出催化功能及高昂的制备成本制约了其推广应用。为此,开发低成本、高效的非贵金属双功能电催化剂至关重要。以核壳金属有机框架(MOFs)为前驱体,通过高温煅烧法制备具有核壳结构、高催化活性、高导电性的钴/氮共掺杂碳基电催化剂(Co/Co_(3)O_(4)@NGC)。结果表明:煅烧温度是影响电催化剂微纳结构、物化组成和催化活性的关键因素,最佳烧结温度为900℃;制备的电催化剂(Co/Co_(3)O_(4)@NGC-900)具有清晰的核壳结构和3D十二面体形貌,微表面遍布Co/Co_(3)O_(4)纳米颗粒和Co-N_(x)位点。同时,Co/Co_(3)O_(4)@NGC-900有机地结合了多元活性成分(如活性Co/Co_(3)O_(4)纳米颗粒、Co-N_(x)及N掺杂)和高度石墨化碳基底的共同作用,具备高效的氧还原性(ORR,起始电位为0.89 V、半波电位为0.82 V、塔菲尔斜率为58.1 mV/dec、传荷电阻为26.6Ω)和氧析出性(OER,过电势为410 mV、塔菲尔斜率为132 mV/dec、传荷电阻为24.5Ω),且具有与传统贵金属基电催化剂(Pt/C,RuO_(2)/C)相匹配的电催化性能,在保障高效电催化活性的前提下实现了催化剂制造成本的大幅削减,为新型MOFs电催化材料的制备和应用提供了理论和技术支撑。 展开更多
关键词 核壳金属有机框架 钴/氮共掺杂 电催化剂制备 Co/Co_(3)O_(4) 催化活性
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钴/氮掺杂碳催化剂及其氧还原催化机理研究 被引量:4
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作者 姜孟秀 张晶 +1 位作者 李月华 张蓉 《电化学》 CSCD 北大核心 2017年第6期627-637,共11页
以尿素做氮源、醋酸钴做金属源,用湿法合并高温热处理法合成了钴/氮共掺杂碳的非贵金属氧还原催化剂Co-N/C-T.采用循环伏安(CV)法和线性扫描法(LSV)探究了氮源和金属源用量以及热处理温度对氧还原反应电催化活性的影响,活性最好的催化剂... 以尿素做氮源、醋酸钴做金属源,用湿法合并高温热处理法合成了钴/氮共掺杂碳的非贵金属氧还原催化剂Co-N/C-T.采用循环伏安(CV)法和线性扫描法(LSV)探究了氮源和金属源用量以及热处理温度对氧还原反应电催化活性的影响,活性最好的催化剂Co_(0.13)-N_(0.3)/C-800的峰电位达到0.829V(vs.RHE),接近商用Pt/C的活性,但比商用Pt/C有更好的耐甲醇性和稳定性.同时,采用SEM、TEM、BET、XRD和XPS方法表征了催化剂结构和组分特征,并提出催化剂可能的电催化活性氧还原反应机理. 展开更多
关键词 钴/氮共掺杂碳催化剂 氧还原 电催化作用 活性位 热处理
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One-step synthesis of cobalt,nitrogen-codoped carbon as nonprecious bifunctional electrocatalyst for oxygen reduction and evolution reactions 被引量:8
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作者 Sijie Guo Yanmei Yang +4 位作者 Naiyun Liu Shi Qiao Hui Huang Yang Liu Zhenhui Kang 《Science Bulletin》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第1期68-77,共10页
It is highly desired for the development of efficient bifunctional electrocatalyst for both oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) in renewable energy technologies. In this work, cobal... It is highly desired for the development of efficient bifunctional electrocatalyst for both oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) in renewable energy technologies. In this work, cobalt, nitrogen-codoped carbon was prepared by a facile one-step method and demonstrated to exhibit good elec- trocatalytic performance for ORR and OER via a complete four-electron process. Besides, the catalyst prepared at 900 ℃ also displayed excellent stability for both ORR and OER. Furthermore, the origin of catalytic activity was also explored, which was attributed to the synergistic effects of metallic Co and quaternary N. 展开更多
关键词 Carbon quantum dots Bifunctionalcatalyst Electrochemical performance
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