过渡金属碳基催化剂的制备及其电化学性能

作者：程敬赛; 钟志鹏; 杨忠义; 罗阳; 刘韩星

来源：武汉理工大学学报, 2020, 42(04): 7-17.

• 过渡金属碳基催化剂
• 氧还原反应
• 氧析出反应
• 多巴胺
• 熔盐煅烧法

介绍了一种采用环保无毒的多巴胺(PDA)作为碳源,掺入过渡金属Co后,得到Co-PDA,再用熔盐煅烧法提取出催化剂的方法,并制备得到一种具有更高电池催化效率的碳基非贵金属催化剂。发现在多巴胺与钴离子为4∶1、加入10g盐(5.5g KCl和4.5g LiCl);煅烧时间3h;煅烧温度900℃时制备出的Co与碳材料复合的催化剂具有最高的半波电位(0.822 8V vs RHE)和较高的极限电流密度(-5.376 3mA/cm2),更加接近商业Pt-C催化剂的半波电位。通过对催化剂进行XRD测试分析,发现熔盐煅烧后的产物主要是碳材料和单质钴两种物质。熔盐煅烧法制备出的碳材料具有更大的比表面积和丰富的孔洞结构,能够在催化剂合成过程中为物质传输提供有利的运输环境,使得钴能够较好固定在介孔碳表面,进而提供较多活性位点,保证催化剂具有良好的电催化活性和稳定性。

• 出版日期2020
• 单位武汉理工大学