Pt/Co-N-C电催化材料的制备及其碱性ORR性能

作者：任志立; 段磊; 徐守冬^*; 陈良; 易群; 张鼎

来源：人工晶体学报, 2023, 52(04): 654-662.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2023.04.011

• Pt/Co-N-C电催化材料
• 氧还原反应
• ZIF-67
• F-127
• 碱性电解液
• 抗甲醇性能

金属有机框架材料(MOFs)是一种制备过渡金属-氮-碳(M-N-C)氧还原电催化材料的有效前驱体，但在热解过程中结构坍塌等问题限制了其实际应用。本研究通过表面活性剂F-127包覆以及Zn掺杂对ZIF-67进行改性，并对改性后的Zn-ZIF-67@F-127在氩气气氛下进行热解，制得结构完整的Co-N-C载体。通过在Co-N-C载体表面进行Pt的负载，制备了Pt/Co-N-C复合氧还原反应(ORR)催化剂，并对其在碱性电解液中的ORR催化性能进行了探究。实验结果表明，F-127的加入提高了Zn-ZIF-67@F-127在热解过程中的形貌保持率，Pt/Co-N-C在O2饱和的0.1 mol·L-1 KOH中，催化剂的起始电位、半波电位、极限扩散电流密度分别为1.027 V、0.836 V和5.51 mA·cm-2,与商用20%Pt/C性能相近。Pt与Co-N-C的协同作用使得催化剂不仅对ORR的四电子路径显示出高选择性，更在计时电流测试中表现出接近于商用20%Pt/C的稳定性与较商用20%Pt/C更优的抗甲醇性能。

• 单位
  太原理工大学; 武汉工程大学