
应用化学 ›› 2023, Vol. 40 ›› Issue (8): 1187-1194.DOI: 10.19894/j.issn.1000-0518.230067
郑锐雪1,2, 孟庆磊1(), 张丽1, 刘长鹏1,2, 邢巍1,2(
), 肖梅玲1,2(
)
Rui-Xue ZHENG1,2, Qing-Lei MENG1(), Li ZHANG1, Chang-Peng LIU1,2, Wei XING1,2(
), Mei-Ling XIAO1,2(
)
摘要:
氧还原反应(ORR)是金属空气电池以及质子交换膜燃料电池(PEMFCs)系统重要的阴极反应,研究具有高活性与高稳定性的非贵金属催化剂具有重要意义。本研究使用了一种具有分级孔结构的MIL-101-(Al-Fe)作为金属前驱体模板,成功制备出具有分级多孔结构的Fe-N-C催化剂。电化学测试结果表明,在0.1 mol/L KOH电解液中,Fe-N-C-MIL-900催化剂表现出最优的氧还原性能(半波电位0.905 V以及5000圈CV测试后半波电位仅下降5 mV),远高于纯碳基N-C-MIL-900催化剂(0.845 V)。通过旋转环盘电极测试发现,Fe-N-C-MIL-900催化剂ORR电子转移数为3.98,H2O2产率低于3%,表现出明显的4电子ORR路径。这一工作为制备具有高ORR活性的Fe-N-C催化剂提供了一种新的途径。