Construction of Cobalt/Nitrogen/Carbon Electrocatalysts with Highly Exposed Active Sites for Oxygen Reduction Reaction

Zhiqi Zhang, Chengxuan Ge, Yugang Chen, Qiang Wu, Lijun Yang, Xizhang Wang, Zheng Hu
2019 Huaxue xuebao  
摘要 金属/氮/碳催化剂(M/N/C, M=Fe、Co 等)是最有发展前景的非贵金属电催化剂之一, 其性能依赖于催化剂表面 的活性物种密度. 通过常规的热解含氮前驱物与金属盐的方法制得的催化剂往往存在金属活性物种被包埋而不能有效 利用的缺点. 考虑到石墨相氮化碳(g-C 3 N 4 )富含类吡啶氮和亚纳米孔腔结构, 将 g-C 3 N 4 包覆在高导电性碳纳米笼 (hCNC)表面, 进而利用表层 g-C 3 N 4 的配位和限域作用锚定大量 Co 2+ 离子, 获得的 Co/g-C 3 N 4 /hCNC 复合物经热解后形 成了活性位高度暴露、导电性好、孔结构丰富的 Co/N/C 催化剂. 800 ℃热解得到的最优化催化剂在碱性介质中展现出 优异氧还原活性, 其起始电位(0.97 V)与商业 Pt/C 催化剂相当, 且抗甲醇干扰性能和稳定性优异. 此项研究提供了一种 构建具有高度暴露活性位的 M/N/C 催化剂的有效策略.
doi:10.6023/a18080323 fatcat:hzwyh6mlongxpjwvcz4c5mzmvm