多孔Fe-N-C催化剂的制备及其电催化氧还原反应的研究

作     者：王莹 李彦萍 韩高义 WANG Ying;LI Yanping;HAN Gaoyi

作者机构：山西大学分子科学研究所能量转换与存储材料山西省重点实验室 

出 版 物：《山西大学学报(自然科学版)》 (Journal of Shanxi University(Natural Science Edition))

年 卷 期：2020年第43卷第2期

页      面：358-367页

学科分类：081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(U1510121 21574076) 山西省“1331工程”重点创新团队基金 

主　　题：氧还原反应 非贵金属电催化剂 石墨烯 掺杂 

摘      要：非贵金属电催化剂有望成为新一代氧还原反应催化剂。文章报道了使用双氧水刻蚀氧化石墨烯,继而负载氯化血红素来合成多孔Fe-N-C催化剂,以实现有效的四电子氧还原反应。催化剂不仅含有许多Fe、N掺杂活性位点,而且其多孔结构极大地减小了电阻,并有利于物质的传输。测试了在0.1 mol·LKOH溶液中对氧还原反应的催化活性,其起始电位、半波电位和极限电流密度分别达到0.92 V,0.81 V,和5.71 mA·cm,接近甚至优于商业Pt/C(0.98 V,0.85 V和5.34 mA·cm)。而且在测试15 000 s后,Fe-N-HGO电流密度仅下降了8%,同样条件下Pt/C的电流密度却下降了约30%。说明Fe-N-HGO的稳定性更优越。