Fe2N/氮掺杂类石墨烯复合体的制备及其氧还原性能，第十三届全国应用化学会议论文集（2013.8.23~26，长春）-中国聚合物网,论文下载

Fe2N/氮掺杂类石墨烯复合体的制备及其氧还原性能

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关键词：

非贵金属氮掺杂碳氮化铁燃料电池氧还原反应

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所属学科：

分子表征

来源：

第十三届全国应用化学会议论文集（2013.8.23~26，长春）

简介：

燃料电池具有能量密度高、转换效率高以及环境友好等优点，因此被认为是最有前景的能量转换装置。阴极氧还原反应(oxygenreductionreaction，ORR)动力学比较缓慢，它是决定燃料电池性能的关键[1]。目前为止，贵金属Pt和Pt基合金是最有效的氧还原催化剂[2]。然而，由于贵金属Pt的价格昂贵、耐久性差、资源匮乏，限制了燃料电池的商业化应用。因此，当前研究者致力于开发廉价的非贵金属ORR催化剂。目前，廉价的非贵金属催化剂，例如过渡金属螯合物、N-掺杂的碳材料（N-CNTs、N-石墨烯等）以及N-配位的金属催化剂（Fe或者Co与N-掺杂的碳材料配位）等，具有优异的ORR电催化活性、较好的耐久性以及环境友好等特点，具有潜在的应用前景。通常，这些过渡金属催化剂是通过热解大环化合物(例如Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)的酞菁或卟啉化合物）与炭黑的复合物而制得的[3]。尽管这些催化剂已经被研究者深入研究，但是金属大环化合物的昂贵价格，并且炭黑在800qC以上的高温会发生气化（特别是在NH。气氛下），会导致这类催化剂在实际应用中受限[4]。因此，有必要发展一种有效、低成本的方法合成高活性、高稳定性的非贵金属氧还原反应的催化剂。我们发展了一种离子交换路线合成Fe2N纳米粒子与氮掺杂石墨化碳复合体(Fe2N/NGS)的方法，这种复合体可以作为ORR的高效催化剂。由于本实验中采用离子交换树脂作为碳源，它的骨架中具有丰富、均一的孔道，因此可以使功能性金属离子很好地分散在骨架中。结果表明，合成的FelN/NGS具有优异的ORR活性。这种简单、廉价的方法合成的非贵金属催化剂的活性要高于其它铁化合物／氮掺杂石墨烯复合体催化剂。

作者：

王蕾付宏刚

上传时间：

2013-10-16 15:51:34

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