發(fā)布時間：2017-09-18 18:10

  本文關(guān)鍵詞：多巴胺為前驅(qū)體過渡金屬與N共同摻雜的碳納米管催化劑ORR性能研究

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【摘要】：采用多巴胺的自氧化聚合在多壁碳納米管表面進(jìn)行聚合沉積修飾,經(jīng)熱處理可得到氮摻雜的碳納米管催化劑,通過調(diào)整沉積次數(shù)可控制表面聚多巴胺C-N膜的厚度,從而調(diào)控N的摻雜量.研究沉積次數(shù)對多壁碳納米管催化劑表面形貌、化學(xué)組成及原子結(jié)合形態(tài)的影響,并考察N摻雜的多壁碳納米管催化劑的氧還原反應(yīng)活性.在此基礎(chǔ)上,用多巴胺配合Mn、Fe離子進(jìn)行共同聚合沉積,熱處理后得到Mn(Fe)、N共同摻雜的多壁碳納米管催化劑,對催化劑進(jìn)行了多種測試和電化學(xué)表征.循環(huán)伏安和線性掃描的電化學(xué)表征表明,N摻雜可有效提高催化劑的氧還原反應(yīng)(ORR)活性,C-N膜的厚度會影響催化劑性能,Mn(Fe)-N@MWCNTs催化劑的氧還原活性高于只有N摻雜的催化劑,兩種催化劑氧還原反應(yīng)均為4電子反應(yīng)路徑,可直接將氧氣還原成H_2O,且F e-N@MWCNTs催化劑表現(xiàn)出較好的抗甲醇能力.SEM照片可以看到聚多巴胺在碳納米管表面形成C-N膜;R aman分析表明聚多巴胺沉積后提高了催化劑表面的無序性,缺陷增多;XPS表征顯示過渡金屬的摻雜改變了CN_x的結(jié)合狀態(tài).
【作者單位】： 河南大學(xué)納米材料工程研究中心;中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室;河南大學(xué)特種功能材料教育部重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 聚多巴胺 過渡金屬摻雜 多壁碳納米管 氧還原反應(yīng)
【基金】：國家自然科學(xué)基金(21401204)~~
【分類號】：O643.36
【正文快照】： 燃料電池是一種應(yīng)用前景廣闊的新型綠色能源,具有能量轉(zhuǎn)化效率高、環(huán)境污染少、設(shè)計規(guī)模易調(diào)變等優(yōu)點.質(zhì)子交換膜燃料電池是研究較多、開發(fā)較成熟的技術(shù),可廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域[1-2],但其使用昂貴的貴金屬鉑作為催化劑,導(dǎo)致成本大幅上升,限制了該技術(shù)的大規(guī)模推廣.高效、壽命長，

本文編號：877058