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武漢理工大學的麥立強課題組--鈷修飾氮摻雜碳作為有效的氧還原催化劑
      這里,首先通過溶膠-凝膠過程獲得單分散的SiO2@間苯二酚樹脂微球,經HF刻蝕處理獲得中空的碗狀結構,然后將該碗狀結構與醋酸鈷混合,對其進行加熱處理最終制備得鈷修飾的氮摻雜碳碗(Co@NCB)納米結構。其中,鈷在Co@NCB中以Co納米顆粒和CoN4種類兩種形式存在。經測試研究表明,Co@NCB復合物的氧還原性能優于商用Pt/C,其半波電位和穩定性都均得以提升。當Co@NCB用于鋅空電池時,實現了高的開路電壓,出色的功率密度以及良好的穩定性。
Figure 1.合成制備Co@NCB的示意圖。
 
Figure 2. Co@NCB的(a)SEM圖,(b)TEM圖,(c)HRTEM圖,(d)EDX對應的元素分布圖,(e)球差-校正的STEM圖。
 

Figure 3. (a)XPS總譜,(b)高分辨N 1s XPS譜,(c)高分辨Co 2p XPS譜,(d)N2吸脫附等溫曲線及相應的BJH孔徑尺寸分布情況。 
 

Figure 4. Co@NCB, CB, NCB, Co@NCB-AT, Co@CB和商業Pt/C (20 wt%)在氧氣飽和的0.1 M KOH電解液中的ORR性能表征。(a)固定掃速下的CV曲線, (b)固定掃速及轉速下的LSV曲線,(c)在加入甲醇時,Co@NCB 和Pt/C催化劑的計時電流響應曲線,(d)長時間計時電流響應曲線。
 

Figure 5. Co@NCB 和Pt/C在鋅空電池中的性能測試。(a)放電極化曲線及對應的功率密度,(b)分別在10和200 mA cm-2電流密度時的恒電流放電曲線。
 
     該研究工作由武漢理工大學的麥立強課題組于2020年發表在Chem.Commun.期刊上。原文:Cobalt decorated nitrogen-doped carbon bowls as efficient electrocatalysts for the oxygen reduction reaction
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