TiO2促进Ti3C2负载Mn–N–C催化剂的电催化氧还原性能

作者：张锦; 刘倩; 岳文博^*

来源：中国科学:化学 , 2022, 52(06): 930-939.

• Ti3C2纳米片
• Mn–N–C催化剂
• TiO2颗粒
• 氧空位
• 氧还原反应

开发高活性和稳定性的非贵金属催化剂作为氢氧燃料电池的电极催化剂具有重要意义.本文通过多巴胺和Mn2+在Ti3C2纳米片上发生配位和聚合反应,再在Ar气下高温处理,制得含有TiO2颗粒的Ti3C2负载Mn–N–C催化剂(Ti3C2/Mn NC–TiO2(H)).采用H2/Ar混合气可以得到TiO2较少的Ti3C2/Mn NC–TiO2(L).研究发现Ti3C2/Mn NC–TiO2(H)为四电子转移反应,相比Ti3C2/Mn NC–TiO2(L)具有更高的电催化氧还原活性,接近商业Pt/C性能,同时兼具优异的稳定性.其优异的电催化性能可归结于Ti3C2纳米片具有较大的比表面积和高导电性,有利于氧气在催化剂表面的吸附和转换反应.此外,TiO2颗粒含有丰富的氧空位,通过与Mn–N–C催化剂的协同作用,可以提高其电催化活性和稳定性.该研究表明,通过在Ti3C2负载的催化剂中引入含有氧缺陷的TiO2颗粒,可以有效的提高其电催化氧还原性能.

• 单位
  北京师范大学