Ce-CoFe-P@CC纳米复合催化体系的OER性能

对粉末电催化剂进行电催化性能测试时通常需要加入黏合剂,该测试容易导致催化剂电阻增加,催化剂负载量减少,并且在长时间测试下催化剂容易被剥离。采用一步水热法使Ce掺杂CoFe层状双金属氢氧化物在碳布上均匀生长,并进一步磷化处理直接获得了无需黏合剂的Ce-CoFe-P@CC自支撑电极材料;通过XRD、SEM、TEM、N_(2)吸附-脱附等温曲线和XPS对电极材料进行表征,并对其进行了电催化OER性能测试。结果表明,合成得到的电极材料具有规则的纳米片形貌,纳米片长度和厚度分别为2.50μm和0.05μm;Ce和P的掺杂优化了CoFe-LDH电子结构,促进了电荷转移,增加了催化活性位点,提高了电极的耐久性;Ce-CoFe-P@CC在10 mA/cm^(2)的电流密度下只需187 mV的过电势,表现出优异的OER催化性能。

MOF衍生的Co_(x)Fe_(y)@NC电催化析氧和氧还原反应

目的通过提升金属有机框架(MOFs)衍生材料的双功能电催化析氧和氧还原能力,来解决金属电池中循环充放电问题,减少钌等贵金属消耗。方法利用Co、Fe双金属以沸石咪唑骨架(ZIF-8)为模板进行掺杂,同时加入1H-1,2,3-三氮唑有机配体进行室温搅拌,离心、干燥得到前驱体材料,煅烧前驱体材料最终得到Co_(4)Fe_(1)@NC碳材料。结果析氧反应中Co_(4)Fe_(1)@NC达到10mA·cm^(-2)电流密度仅需要1.52V;氧还原反应中Co_(4)Fe_(1)@NC半波电位为0.93V;两者电压之差为0.59V,低于单一金属Co或Fe衍生碳材料。结论采用Co、Fe双金属掺杂策略可以明显提升MOFs衍生催化材料双功能电催化析氧和氧还原能力,引入Fe元素有效调节了Co元素的电子结构,使其在析氧和氧还原过程中具有更好的氧物种吸脱附能力,因此,Co_(4)Fe_(1)@NC可作为潜在的金属空气电池负极材料。