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大連交通大學(xué)Hong Zhao課題組-- 石墨烯調(diào)制的靜電紡絲法合成三維海綿狀納米纖維Fe-NC催化劑
      這里通過石墨烯調(diào)制的靜電紡絲方法,構(gòu)造了三維(3D)海綿狀納米纖維結(jié)構(gòu)Fe-NC催化劑。其中以Fe(NO3)3·9H2O為金屬源,PVP為聚合物電解質(zhì),DMF為有機(jī)溶劑,引入石墨烯來增加前驅(qū)物溶液的導(dǎo)電性。所獲得的催化劑的框架被重建成碳納米管,中孔和大孔,并且大多數(shù)Fe3C在碳化過程中轉(zhuǎn)化為Fe2N。這里所制備的3D SNS Fe–NC催化劑顯示出很好的ORR催化性質(zhì)(均優(yōu)于商業(yè)Pt / C)和耐甲醇性。如此的高活性揭示了靜電紡絲法制備的3D海綿狀納米纖維在能源儲(chǔ)存和催化劑制備領(lǐng)域中有著廣乏的應(yīng)用前景。
 
Figure 1. 靜電紡絲制備的3D SNS催化劑在加熱過程中發(fā)生框架重建和催化組分轉(zhuǎn)換的示意圖。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  
 
Figure 2.(a-b)Fe–NC800在碳化后的SEM圖以及橫截面SEM圖,(c-d)Fe–NC800在更大放大倍數(shù)下的SEM圖,(e-f)Fe–NC800的TEM圖和HRTEM圖。
 

Figure 3. (a)N2吸脫附等溫曲線,表明了孔徑大小情況,(b)XRD圖比較,在不同溫度煅燒后,有多種不同的物相產(chǎn)生。
 

Figure 4. (a)穩(wěn)態(tài)ORR極化曲線,(b)極限電流密度和(c)Tafel斜率曲線,(d)不同樣品(Fe–NC700,F(xiàn)e–NC800,F(xiàn)e–NC900,20wt%Pt/C)在不同電壓下的電子轉(zhuǎn)移數(shù)比較。
 
     該研究工作由大連交通大學(xué)Hong Zhao課題組于2020年發(fā)表在Chem. Commun.期刊上。原文:3D spongy nanofiber structure Fe–NC catalysts built by a graphene regulated electrospinning method
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