Co-N共掺杂碳纳米管-多孔碳构筑及其氧还原电催化性能

扫码查看

原文链接

NETL
NSTL
万方数据

中文摘要：采用一步化学气相沉积法,以乙腈蒸气为氮源,以钴离子交换合成的沸石(CoY)为模板,制备了Co-N共掺杂碳纳米管-多孔碳氧还原催化剂(Co-N/CNT-C).利用SEM、TEM、XRD、BET和电化学测试对催化剂组成、结构和电催化性能进行了表征.结果表明:Co-N/CNT-C-600在碱性电解质中的半波电位和极限电流密度与商业Pt/C催化剂相近,达到 0.80 V和 4.31 mA·cm-2,且循环稳定性和耐久性优于Pt/C催化剂.优异的催化性能归因于以下两点:Co-N/CNT-C-600 中大量碳纳米管作为纳米级电子导体,有效加速了反应过程中的电子传递速率;被锚定在碳纳米管和多孔碳内部的催化活性位点,有效防止了连续电极反应过程中金属离子的迁移和团聚.

外文标题：Synthesis and ORR Properties of Co-N Co-Doped Carbon Nanotubes-Porous Carbons

外文摘要：The ORR catalysts of Co-N co-doped carbon nanotube-porous carbon(Co-N/CNT-C)were synthesized by one-step acetonitrile vapor CVD,using acetonitrile vapor as the nitrogen source and Co ion-exchanged zeolite(CoY)as the template.The composition,structure and electrocatalytic performance of Co-N/CNT-C were characterized using SEM,TEM,XRD,BET,and electrochemical tests.The results showed that Co-N/CNT-C-600 exhibited a half-wave potential and a limiting current density in alkaline electrolyte similar to commercial Pt/C catalysts,reaching 0.80 V and 4.31 mA·cm-2,respectively.Moreover,it had superior cycling stability and durability compared to Pt/C catalysts.The excellent catalytic performance was attributed to two main factors:the abundant CNTs in Co-N/CNT-C-600 act as nanowires,effectively accelerating electron transfer rates during the reaction process;the catalytic active sites anchored within the CNTs and porous carbon effectively prevented the migration and aggregation of metallic species during the electrode reactions.

外文关键词：

Molecular sievesChemical vapor depositionCo-N co-dopedNanomaterialsCatalystElectrochemistryFuel cells

作者：

刘文浩、陈美妤、唐哲言、赵宏伟、李莉香、安百钢

展开 >

作者单位：

辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山 114051

关键词：

分子筛化学气相沉积钴-氮共掺杂纳米材料电化学催化剂燃料电池

基金：

国家自然科学基金项目国家自然科学基金项目教育部产学研合作协同育人项目辽宁省自然科学基金项目2024年辽宁省高校基本科研业务费专项资金项目2024年辽宁省高校基本科研业务费专项资金项目2024年辽宁省大学生创新创业训练计划项目辽宁科技大学校人才启动基金项目辽宁科技大学实验室开放基金项目

项目编号：

51672117516721182308044291541272023-BS-18460110000436011000055601010396SYSKF202407

出版年：

2024

当代化工

中国石油抚顺石化公司,中国石化抚顺石油化工研究院,沈阳市医药和化工行业联合会

当代化工

CSTPCD

影响因子：0.412

ISSN：1671-0460

年,卷(期)：2024.53(8)