双金属/碳纳米管三维自支撑电极原位构筑及其电催化析氧性能
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作者
何玉珩 王琦璟 李莎 闫晓亮
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单位
鄂尔多斯应用技术学院化学工程系太原理工大学化学工程与技术学院太原理工大学轻纺工程学院太原英可奥笔墨科技有限公司
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摘要
鉴于当前对高效、稳定且成本效益显著的非贵金属电催化析氧反应(OER)电催化剂的迫切需求,本文提出了一种创新策略,旨在提升催化剂的性能。研究以自组装于碳布表面的ZIF基三维超结构为前驱体,通过高温热解-金属催化原位制备的策略,构建了内封装Co或CoNi(x)纳米颗粒氮元素掺杂碳纳米管三维超结构自支撑电极,并系统研究了其电催化析氧反应(OER)性能。微观形态及物相表征和电化学测试结果表明:氮掺杂碳纳米管封装结构极大地提高电极的导电性,双金属活性组分的引入不仅可以极大地提高电荷转移效率,双金属之间的协同作用可调控活性位点的电子结构。其中以氮掺杂碳纳米管封装CoNi(0.5)双金属复合纳米颗粒整体式电极(CoNi0.5@NCNTs/CC)具有该体系中最优异的OER活性,在电流密度10 mA·cm-2时,过电位仅为218 mV,且具有较好的电化学稳定性。
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关键词
金属有机框架材料自组装碳纳米管电催化析氧反应
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文章目录
1 实验部分
1.1 实验试剂与原料
1.2 样品制备
1.2.1 ZIF-67及ZIF-67(xNi)的制备
1.2.2 氮掺杂碳纳米管封装Co和CoNi(x)纳米颗粒整体式电极的制备
1.2.3 对比样IrO_(2)/CC电极的制备
1.3 样品的表征
1.4 氮掺杂碳纳米管封装Co和CoNi(x)整体式电极电催化析氧性能(OER)测试
2 结果与讨论
2.1 微观形貌与物相分析
2.1.1 ZIF-67及ZIF-67(xNi)的形貌和物相结构分析
2.1.2 Co@NCNTs/CC和CoNix@NCNTs/CC整体式电极的微观形态和物相
2.2 Co@NCNTs/CC和CoNix@NCNTs/CC整体式电极OER性能评价
2.2.1 Co@NCNTs/CC和CoNix@NCNTs/CC整体式电极OER活性评价
2.2.2 Co@NCNTs/CC和CoNix@NCNTs/CC整体式电极的电化学稳定性评价
3 结论
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引用格式
何玉珩,王琦璟,李莎,等.双金属/碳纳米管三维自支撑电极原位构筑及其电催化析氧性能[J/OL].太原理工大学学报,1-14[2024-09-24].https://doi.org/10.16355/j.tyut.1007-9432.20240657.