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摘要
通过预氧化和氨水水热法在含有不同壁数的碳纳米管表面成功引入含氮基团，从而获得了氮掺杂碳纳米管（NCNT），并研究了纳米管壁数对不同NCNT氧还原反应活性的影响。研究表明，各NCNT中氮元素的含量和含氮基团的种类相似，但不同含氮基团的比例则相差较大，其中平均壁数为2.5的NCNT样品含有最低的吡啶氮和石墨氮比例，而该样品却展现出最高的电子转移数和最大的氧还原反应极限扩散电流。分析表明，NCNT的氧还原反应活性决定于纳米管壁数，而不是吡啶氮和石墨氮活性基团的比例，即NCNT的内壁为反应电荷的转移提供了有效导电途径，并通过隧穿效应将电子转移到外壁，而外壁的含氮基团活性位点得到电子从而将O2转变为OH-。随着NCNT壁数的增加，NCNT中电子隧穿效应减弱，NCNT的氧还原反应（ORR）活性也随之降低。
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