电化学(中英文) ›› 2019, Vol. 25 ›› Issue (4): 486-496. doi: 10.13208/j.electrochem.180942
李二岭1,2,杨 发1,3,阮明波1,宋 平1,徐维林1*
LI Er-ling1,2, YANG Fa1,3, RUAN Ming-bo1, SONG Ping1, XU Wei-lin1*
摘要:
众所周知,石墨烯片(GS)和碳纳米管是能源转化和储存应用中有效的催化剂. 然而,过渡金属基氮(N)掺杂的体系中经常形成GS和碳纳米管的复合物,使得该体系内的构效关系研究变得十分困难. 为了可控制备出含有理想物种的催化剂,作者尝试通过利用氮对碳纳米管生长的效应调节生成产物的形貌. 本文中,作者采用一步法制备了一系列Fe-N共掺杂的GS、GS/竹节碳纳米管(BCNTs)复合物及BCNTs催化剂. 为了评估碳形貌对催化剂性能的影响,作者采用氧气还原反应(ORR)及二氧化碳还原反应(CO2RR)作为模型反应. 电化学测试结果表明,所有的样品当中仅含BCNTs的催化剂表现出最好的ORR活性(起始电位Eonset = 1.02 VRHE)及CO2RR活性(CO生成法拉第效率FECO = 91.1%,-0.6 VRHE). 进一步的研究表明,优异的活性与独特的BCNTs中存在的缺陷、较大的比表面积、高含量的吡啶N及FeNx相关. 该工作加深了作者对形貌相关的ORR及CO2RR过程的认识和理解.
中图分类号: