金屬有機(jī)骨架衍生電催化劑的合成及其氧氣還原-析出性能研究.pdf

1、在新能源應(yīng)用領(lǐng)域被寄予厚望的金屬-空氣電池具有較高的理論能量密度、平穩(wěn)的放電電壓、安全環(huán)保、成本低和壽命長等優(yōu)點，已成為能量儲存與轉(zhuǎn)換技術(shù)系統(tǒng)的研究熱點。氧氣析出反應(yīng)(OER)和氧氣還原反應(yīng)（ORR）分別是金屬-空氣電池充放電過程中的兩個核心反應(yīng)，但其動力學(xué)的慢反應(yīng)特性導(dǎo)致充放電時較高的過電勢，造成過高的能耗，需要合適的OER/ORR電催化劑來加快反應(yīng)進(jìn)程，提高電池性能，降低能耗。金屬有機(jī)骨架(MOFs)特別是含有Co、Cu等過渡金屬的

2、MOFs衍生出的復(fù)合材料表現(xiàn)出了不俗的OER/ORR催化性能。
　　本文以ZIF-67和HKUST為基礎(chǔ)分別制備了Co/Co3O4@NCN和Co-Cu雙金屬碳復(fù)合材料(Co-Cu/CN-n)兩類復(fù)合材料催化劑，然后分別通過XRD、XPS、Raman和N2-吸脫附等表征手段探究其結(jié)構(gòu)信息并在0.1 M KOH溶液中進(jìn)行電化學(xué)測試來研究其OER/ORR催化性能。在Co/Co3O4@NCN系列樣品中Co/Co3O4@NCN-600表現(xiàn)出

3、最好的OER/ORR雙功能催化活性，OER催化過程中獲得10 mA·cm-2電流密度時電勢為0.696 V，在0.8 V電勢處獲得32.929 mA·cm-2的電流密度;ORR催化過程中，表現(xiàn)出與20wt.％ Pt/C相當(dāng)?shù)拇呋钚?，其半波電勢和Tafel斜率值分別為-0.138 V和55.9 mV·dec-1，分別與20wt.％ Pt/C的半波電勢(-0.134 V)和Tafel斜率值(63.4 mV·dec-1)相差不大。在Co-C