在苯甲醇體系中通過水熱法合成了ZIF-67納米晶體,將其作為前驅(qū)體模板通過不同溫度的熱處理得到氮摻雜的金屬鈷基多孔碳材料,即Co@NPC-X(X為熱處理溫度,℃,X=700、800、900),進(jìn)一步對Co@NPC-800磷化處理得到CoP/Co@NPC-350復(fù)合材料。采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線衍射以及氮?dú)獾葴匚摳綄悠返奈⒂^形貌、晶體結(jié)構(gòu)以及比表面積及孔徑分布進(jìn)行表征和分析。采用線性掃描伏安法(LSV)、電化學(xué)阻抗譜(EIS)和計時電位法研究樣品的析氧反應(yīng)(OER)電催化性能和穩(wěn)定性。結(jié)果表明,相比于Co@NPC-800,磷化后的CoP/Co@NPC-350的析氧反應(yīng)(OER)電催化性能得到了很大的提升,甚至可與貴金屬電催化劑RuO₂相比擬,在達(dá)到10 mA/cm²電流密度時的過電位僅為281 mV,且具有良好的穩(wěn)定性。

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【部分圖文】：

圖1XRD圖譜

圖1(a)為合成的ZIF-67與根據(jù)晶體數(shù)據(jù)擬合的ZIF-67XRD圖譜,可以看出二者的衍射峰幾乎完全對應(yīng),說明成功合成了ZIF-67.圖1(b)為Co@NPC-X的XRD圖譜,可以看出不同熱處理溫度所制備的樣品均在2θ=44.2°、51.5°、75.8°、92.2°及97....

圖2SEM圖像

圖2為ZIF-67、Co@NPC-X和CoP/Co@NPC-350的SEM圖像。圖2(a)的SEM圖像表明,所合成的ZIF-67為規(guī)則的多邊形納米顆粒,且粒徑約為500nm.圖2(b,c,d)可以明顯看出,熱處理溫度對所得產(chǎn)物Co@NPC-X的形貌有重要影響。當(dāng)熱處理溫度為70....

圖3TEM圖像

為了進(jìn)一步確定產(chǎn)物的微觀形貌,采用透射電鏡(TEM)進(jìn)行了表征。從圖3(a)低倍TEM圖可以看出,大量直徑小于100nm的納米顆粒均勻地分散在熱解后形成的無定型碳結(jié)構(gòu)中。從圖3(b)HRTEM圖可以看出Co@NPC-800由暴露的金屬鈷納米顆粒和無定型碳包覆的金屬鈷納米顆粒組成....

圖4Co@NPC-X的氮?dú)馕摳角�及其孔徑分布

圖4為三種產(chǎn)物Co@NPC-X的氮?dú)獾葴匚摳角�和相應(yīng)的孔徑分布圖。實(shí)驗測得三種產(chǎn)物的BET比表面積分別為230.28、285.29和259.40m2/g,大的比表面積能夠暴露更多的催化活性位點(diǎn),進(jìn)而提高電催化劑的催化性能。圖4(a)表明Co@NPC-X均屬于IUPAC分類中....

本文編號：3900021