人工晶体学报

作者：任志立, 段磊, 徐守冬, 陈良, 易群, 张鼎

单位：1.太原理工大学化学工程与技术学院,太原 030024;；2.太原理工大学化学学院,太原 030024;；3.武汉工程大学化工与制药学院,武汉 430205

关键词：Pt/Co-N-C电催化材料,氧还原反应,ZIF-67,F-127,碱性电解液,抗甲醇性能,

基金：国家自然科学基金(21978193,21606158,21706171);山西省回国留学人员科研资助项目(2022-049)

金属有机框架材料(MOFs)是一种制备过渡金属-氮-碳(M-N-C)氧还原电催化材料的有效前驱体,但在热解过程中结构坍塌等问题限制了其实际应用。本研究通过表面活性剂F-127包覆以及Zn掺杂对ZIF-67进行改性,并对改性后的Zn-ZIF-67@F-127在氩气气氛下进行热解,制得结构完整的Co-N-C载体。通过在Co-N-C载体表面进行Pt的负载,制备了Pt/Co-N-C复合氧还原反应(ORR)催化剂,并对其在碱性电解液中的ORR催化性能进行了探究。实验结果表明,F-127的加入提高了Zn-ZIF-67@F-127在热解过程中的形貌保持率,Pt/Co-N-C在O2饱和的0.1 mol·L-1 KOH中,催化剂的起始电位、半波电位、极限扩散电流密度分别为1.027 V、0.836 V和5.51 mA·cm-2,与商用20% Pt/C性能相近。Pt与Co-N-C的协同作用使得催化剂不仅对ORR的四电子路径显示出高选择性,更在计时电流测试中表现出接近于商用20% Pt/C的稳定性与较商用20% Pt/C更优的抗甲醇性能。

来源：2023年第4期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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