基于固废微波快速制备泡沫碳负载CoO_(x)纳米片及电催化析氧性能

开发性能稳定、成本低廉的电催化剂对于电催化水分解实现大规模制氢至关重要。以固体废弃物三聚氰胺泡沫为原料,采用微波选择性加热的方法在碳化后的三维氮掺杂碳骨架上快速生长均匀分布的CoO_(x)纳米片多孔包覆层(CoO_(x)/N-C)。微波反应过程仅需45 s,反应速率比传统化学沉淀—热解法(制备时间6-8 h)提高了两个数量级。电化学测试结果表明,当电流密度为10 mA cm^(-2)时,CoO_(x)/N-C电极在1M KOH电解液中过电位仅为340 mV;经过10 h循环测试,其电催化性能保持率高达97%。这主要归因于三维氮掺杂碳作为电子传输通道有效地提高了CoO_(x)的导电性,且CoO_(x)纳米片多孔层为电催化析氧反应(OER)提供了足够多的活性位点。研究为快速制备高性能OER电催化材料提供了一种新方法,为固体废弃物高价值再利用提供了一种有效途径。