氮化钨-钨/掺氮有序介孔碳复合材料的制备及其氧还原性能

作者：郭虎; 李玲慧; 王涛; 范晓莉; 宋力; 龚浩; 夏伟; 姜澄; 高斌; 何建平^*

来源：无机化学学报, 2018, 34(11): 2032-2040.

• 氮化钨
• 电催化
• 有序介孔碳
• 氧还原反应
• 燃料电池

采用软模板法制备了氮化钨-钨/掺氮有序介孔碳复合材料(WN-W/NOMC),作为一种高比表面积且价格低廉的阴极氧还原反应催化剂。通过适量添加尿素来改变复合材料中的氮含量,在掺氮量为7%(w/w)时,实验发现材料能够保持完整有序介孔结构,测试其比表面积高达835 m2·g-1,透射电子显微镜(TEM)测试结果显示其催化颗粒均匀地分散在氮掺杂有序介孔碳载体上。在O2饱和的0.1 mol·L-1 KOH溶液中测试了材料的氧还原催化性能(ORR),显示其起始电位为0.87 V(vs RHE),极限电流密度为4.49 mA·cm-2,氧还原反应的转移电子数为3.4,接近于20%(w/w)商业Pt/C的3.8,说明该材料表现出近似4电子的氧还原反应途径。研究结果表明,WN-W/NOMC的催化性能虽然稍弱于商业铂碳(0.99 V,5.1 mA·cm-2),但其具有远超铂碳的循环稳定性和耐甲醇毒化能力。

• 单位
  南京航空航天大学