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

作     者：何玉珩 王琦璟 李莎 闫晓亮 

作者机构：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 

出 版 物：《太原理工大学学报》 (Journal of Taiyuan University of Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主　　题：金属有机框架材料 自组装 碳纳米管 电催化析氧反应 

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。