自组装合成金属-氮共掺杂多孔碳球及电催化氧还原性能研究

作者：冯小童; 王乃玉; 蒲巧生; 刘光利^*

来源：化工新型材料, 2023, 51(08): 105-110.

DOI：10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2023.08.020

• 非贵金属催化剂
• 多孔碳
• 无模板法
• 孔调控
• 电催化

通过无模板自组装法与自牺牲制孔方式相结合，制备金属-氮(M-N)原位共掺杂的多孔碳球材料(M/N-CS,M=Cu、Fe或Ni)。该方法通过二苯碳酰二肼、金属离子与糠醛自组装形成聚合物球，在碳化过程中球体中不稳定的含氮微区分解形成多孔结构，同时原位形成具有高催化活性的M-NX活性位点。通过控制金属源和多重反应条件，既能保证碳化阶段碳球结构的稳定，又可实现材料的孔隙率、孔径及形貌的灵活变化。利用SEM、TEM、XRD、物理吸附及XPS测试分别对材料的结构和掺杂进行分析。所得材料用于电催化氧还原测试，其中Fe/N-CS材料的催化反应初始电位和半波电位分别为0.91V和0.79V(vs.RHE),并以4e-转移方式进行反应。同时，催化材料表现出远高于商业Pt/C催化剂的稳定性与耐甲醇性。

• 单位
  兰州大学; 化学化工学院