【摘 要】
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开发新型高效的非贵金属催化剂,尤其是开发基于碳纳米材料的TM-N/C催化剂,能够避免贵金属储量低、价格昂贵及稳定性差等缺陷,是促进燃料电池商业化应用的根本途径之一,因
【机 构】
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南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京市白下区御道街29号,210016
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开发新型高效的非贵金属催化剂,尤其是开发基于碳纳米材料的TM-N/C催化剂,能够避免贵金属储量低、价格昂贵及稳定性差等缺陷,是促进燃料电池商业化应用的根本途径之一,因此成为当前研究的焦点。然而TM-N/C催化剂合成路线复杂且微观界面结构难以调控,很大程度上限制了其进一步发展和应用。本实验以Fe/g-C3N4为单一源、采用原位法快捷制备出了铁纳米颗粒@氮掺杂纳米管(Fe@NCNT)一维核壳催化剂。如图1(a,b)所示,Fe纳米颗粒均匀的分布于竹节状NCNT内部,形成稳定的强耦合界面。电化学测试(图1 c-f)表明,制备的Fe@NCNT不仅具有与商业30％Pt/C相媲美的氧还原反应(ORR)催化活性和更加优异的稳定性,同时还对氢生成反应(HER)具有很高的催化活性。上述结果表明,原位构筑的强耦合铁-氮掺杂碳界面能够显著增强催化剂对电化学反应的协同催化效应,为非贵金属催化剂的快捷制备及界面调控等技术难题提供了实验依据和指导作用。
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