铁镍合金纳米颗粒镶嵌的多级孔氮掺杂碳催化剂的制备及析氧性能研究

作者：王艺霖; 王敏杰; 李静^*; 魏子栋^*

来源：Acta Chimica Sinica, 2019, 77(01): 84-89.

• 多级孔氮掺杂碳
• 铁镍合金
• 析氧反应

非贵金属铁镍合金催化剂在析氧反应(OER)中性能优异,表现出取代贵金属RuO2催化剂的巨大潜力.以SiO2为大孔模板,多巴胺为氮碳源, Fe3+, Ni2+为金属源,通过原位吸附、聚合、焙烧、刻蚀等步骤制备得到铁镍合金纳米颗粒镶嵌的多级孔氮掺杂碳催化剂.碱性介质中的析氧反应测试表明,合金催化剂达到电流密度10 mA·cm-2时过电位仅为286mV,显著低于以RuO2为催化剂的380mV过电位;同时经过2000圈循环伏安老化后活性几乎无衰减,稳定性高.所制备的合金催化剂具有两方面结构优势:(1)铁镍合金以及单质铁纳米颗粒镶嵌于大孔碳的薄层孔壁中,有利于暴露活性位点;(2)石墨化氮碳层对合金纳米颗粒的保护提高了材料抗腐蚀性,进而提升其稳定性.

• 单位
  重庆大学; 化学化工学院