CN114433156A - 一种3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114433156A CN114433156A CN202210068403.4A CN202210068403A CN114433156A CN 114433156 A CN114433156 A CN 114433156A CN 202210068403 A CN202210068403 A CN 202210068403A CN 114433156 A CN114433156 A CN 114433156A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- fenc
- pda
- heating
- microspheres
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 20
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 title claims abstract description 17
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 92
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 40
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 5
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 5
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 5
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FYFFGSSZFBZTAH-UHFFFAOYSA-N methylaminomethanetriol Chemical compound CNC(O)(O)O FYFFGSSZFBZTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 abstract description 34
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 7
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 abstract description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000012643 polycondensation polymerization Methods 0.000 abstract 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 42
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 16
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 4
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N iridium(IV) oxide Inorganic materials O=[Ir]=O HTXDPTMKBJXEOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011865 Pt-based catalyst Substances 0.000 description 1
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- YYXHRUSBEPGBCD-UHFFFAOYSA-N azanylidyneiron Chemical compound [N].[Fe] YYXHRUSBEPGBCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 description 1
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B01J35/33—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/20—Carbon compounds
- B01J27/22—Carbides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
- B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
- B01J31/18—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms
- B01J31/1805—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes containing nitrogen, phosphorus, arsenic or antimony as complexing atoms, e.g. in pyridine ligands, or in resonance therewith, e.g. in isocyanide ligands C=N-R or as complexed central atoms the ligands containing nitrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/90—Selection of catalytic material
- H01M4/9091—Unsupported catalytic particles; loose particulate catalytic materials, e.g. in fluidised state
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
- B01J2531/80—Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
- B01J2531/84—Metals of the iron group
- B01J2531/842—Iron
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Abstract
本发明公开了一种3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂及其制备方法和应用，属于能源材料和电催化技术领域。首先，制备出具有3D结构的由纳米棒组装的Fe2O3微球，在室温碱性条件下多巴胺通过缩聚反应形成聚多巴胺包覆在3D Fe2O3表面的Fe2O3@PDA，然后，3D结构的Fe2O3@PDA与一定质量比g‑C3N4研磨均匀，最后，在600～700℃下进行热解得到Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂。本发明制备得到的催化剂在提高氮含量的同时又能保证3D结构的稳定，有利于提高材料的ORR/OER催化性，该制备方法工艺简单和普遍使用性。
Description
技术领域
本发明属于能源材料和电催化技术领域，具体涉及一种通过多巴胺保护策略构建的3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
氧还原反应(ORR)在燃料电池和金属空气电池中均有广泛应用。燃料电池和金属空气电池等能源器件具有能源转换效率高，环境友好等优势，对于解决日益严峻的能源短缺和环境污染问题有着重要的意义。但是氧还原反应和析氧反应过程复杂，涉及一系列动力学缓慢的多步电子转移的电化学，是限制相关能源装置性能的主要问题。为了解决这一突出问题，设计高性能的双功能氧电催化剂，改善催化剂在ORR/OER中的催化活性，可极大提高能量转换效率，对于开发能源装置至关重要。
目前，普遍认为铂(Pt)基材料是性能最佳的ORR催化剂，也是唯一投入商用的ORR催化剂，IrO2是性能最佳的OER催化剂。但Pt、Ir等贵金属资源短缺和较高的成本严重限制了其大规模的应用。因此，制备高活性，价格低廉的Pt和Ir替代催化剂，是实现燃料电池和金属空气电池大规模商业化的核心关键。
近年来，高电催化活性的非贵金属催化剂都得到了广泛的关注，尤其铁-氮共掺掺杂的碳纳米材料，由于其中的Fe-N-C结构提供了足够的活性位点用于氧气(O2)的吸附和还原，因而具有优异的ORR催化活性。很多具有Fe-N-C结构的碳纳米复合材料，其ORR性能设置可与商业化的Pt基催化剂相媲美。然而，含有Fe-NX配体的3D结构的碳材料作为一种电催化剂虽表现出优异的ORR催化活性，但其OER活性并不突出，这严重限制了这类材料在可充电锌空电池方面的应用。
发明内容
针对于上述存在的问题，本发明提供了一种利用多巴胺保护策略构建了具有稳定3D结构且高氮含量的双功能氧电催化剂的制备方法。采用Fe2O3为模板和铁源，多巴胺和g-C3N4同时作为碳源，氮源，首先通过水热反应制备出具有纳米片组装Fe-丙三醇微球，在空气下煅烧制得由纳米棒组装的Fe2O3微球，然后多巴胺在室温下聚合在Fe2O3表面形成了Fe2O3@PDA，g-C3N4作为富氮前体，通过研磨与Fe2O3@PDA均匀混合，在热解过程中PDA原位碳化包覆在Fe2O3的表面，g-C3N4分解成CN气体，氮原子与铁形成Fe-NX配体。此外，碳作为还原剂将Fe2O3还原为铁单质，部分铁单质与碳反应生成Fe3C。其中，3D中空结构对催化剂的增强起到了很大的促进作用，Fe-NX配体是ORR的主要活性中心，铁基纳米粒子的存在极大的增强了催化剂的OER活性。本方法合成的Fe/Fe3C@FeNC催化剂，在1M KOH溶液中的其OER性能在10mA cm-2时对应的电压为1.45V，优于IrO2(1.51V)60mV；ORR的半波电位为0.83V优于商业20％Pt/C的催化活性。同时，制备的Fe/Fe3C@FeNC具有更好的ORR和OER稳定性。该制备过程具有普适性。
本发明采用的技术方案取下：
一种3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂的制备方法，主要包括以下步骤：
(1)制备Fe2O3微球：将铁盐分散到溶剂中，然后将混合液转移到反应容器中，在160～220℃下反应6～24h，洗涤、干燥处理后，在空气气氛中升温至350～450℃，保温2-5h，得到3D结构的Fe2O3微球；
(2)制备Fe2O3@PDA：将步骤(1)制备的Fe2O3微球分散于去离子水中，磁力搅拌0.5～5h后，加入三羟甲基氨基甲烷和多巴胺，将其在室温空气条件下搅拌反应2-10h，获得Fe2O3@PDA材料；
(3)制备g-C3N4：将三聚氰胺或者尿素在空气气氛下，升温至500～600℃，保温2～6h，得到g-C3N4；
(4)制备Fe/Fe3C@FeNC微球催化剂：将步骤(2)得到的Fe2O3@PDA与g-C3N4研磨混合后，置于反应炉中，于惰性气氛下升温至600～700℃，煅烧0.5～3h，得到Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂。
进一步地，步骤(1)中所述铁盐包括硝酸铁、硫酸铁、氯化铁；铁盐的浓度为0.01～1mM，溶剂为丙三醇、异丙醇和去离子水的混合溶液。
进一步地，所述溶剂中丙三醇、异丙醇和去离子水的体积比为(5～10)：(60～80)：1。
进一步地，步骤(1)中所述反应容器为高压反应釜；所述洗涤为依次使用酒精和去离子水洗涤2～5次，升温速率为1～3℃min-1。
进一步地，步骤(2)中Fe2O3微球与去离子水的质量比为(0.5～2)：1，Fe2O3微球、三羟甲基氨基甲烷和多巴胺的质量比为(2～6)：1：(2～4)。
进一步地，步骤(3)的具体步骤为将三聚氰胺或者尿素加入到石英舟里，置于管式炉中，在空气气氛下，升温至500～600℃，升温速率为3～6℃min-1，保温2～6h。
进一步地，步骤(4)中所述Fe2O3@PDA与g-C3N4的质量比为(50：1)～(1：2)。
进一步地，步骤(4)中所述的反应炉为管式炉，所述的惰性气体包括氩气、氦气、氮气；升温速率为1～3℃min-1。
本发明另一方面提供上述的制备方法制得的3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂。
本发明还提供上述的3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂在燃料电池和金属空气电池中的应用。
本发明相对于现有技术具有的有益效果如下：
(1)利用由纳米棒组装的Fe2O3空心微球作为模板，经多巴胺原位聚合后，得到的Fe2O3@PDA可以复制模板的微观形貌，形成中空多孔的开放骨架，其大的孔道和高的比表面积可以暴露更多的活性位点，而且可以促进反应物、中间体和产物的传质，有利于提高材料的ORR/OER催化活性。
(2)铁基纳米颗粒经氮掺杂的碳包覆后，避免了铁基纳米颗粒的氧化团聚和强碱环境下的溶解，使得催化剂具有良好的稳定性。同时，铁剂纳米颗粒使碳表面的电子密度丰富，促进了表面反应，从而提高材料的电催化活性。
(3)在模板Fe2O3和富氮前驱体g-C3N4中间引入聚多巴胺层，减缓了g-C3N4与Fe2O3的反应，从而保护了模板的形貌，即在保护了模板的结构的同时，有提高了氮的含量，此外，在高温热解过程中，氮原子和Fe原子形成Fe-NX配体，即ORR反应的活性位点。
(4)铁基纳米颗粒的存在促进了Fe/Fe3C@FeNC的OER性能。
(5)本发明所述的Fe/Fe3C@FeNC催化剂在碱性条件下的ORR和OER活性/稳定性和抗甲醇性优于商业的贵金属催化剂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例涉及的附图进行简单地介绍。
图1为实施例2，实施例11和实施例12所制得的样品的XRD图。
图2为实施例2，实施例11和实施例12所制得的样品的SEM图；其中，a为实施例2中Fe2O3@PDA的SEM图，b，c和d分别为实施例2，实施例11和实施例12煅烧后样品的SEM图。
图3为实施例2，实施例11，实施例12所制得的样品的XPS图。
图4为实施例2，实施例11，实施例12和对比例1所制得的样品在O2饱和的0.1M KOH电解液中的ORR性能LSV曲线。
图5为实施例2，实施例11，实施例12和对比例2所制得的样品在O2饱和的1MKOH电解液中的OER性能LSV曲线。
图6为实施例1，实施例2，实施例3，实施例4和实施例5所制备样品在O2饱和的0.1MKOH电解液中的ORR性能LSV曲线。
图7为实施例1，实施例2，实施例3，实施例4和实施例5所制备样品在O2饱和的1MKOH电解液中的OER性能LSV曲线。
图8为实施例2，实施例6，实施例7，实施例8，实施例9和实施例10所制备样品在O2饱和的0.1M KOH电解液中的ORR性能LSV曲线。
图9为为实施例2，实施例7，实施例8，实施例9和实施例10所制备样品在O2饱和的1M KOH电解液中的OER性能LSV曲线。
图10为实施例2和对比例1的样品在O2饱和的0.1M KOH电解液中的计时电流曲线。
图11为实施例2的样品在实施例13中的金属-空气电池的测试结果图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，但本发明的实施方式不限于此，显而易见地，下面描述中的实施例仅是本发明的部分实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，获得其他的类似的实施例均落入本发明的保护范围。
实施例1：
一种3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将0.4mmol的Fe(NO3)3·9H2O溶解于60ml丙三醇和420ml异丙醇的混合溶液中，待Fe(NO3)3·9H2O完全溶解后，加入6ml去离子水，搅拌15min，倒入到高温反应釜中，190℃反应12h。用酒精和去离子水洗涤数次，60℃干燥后，移入到管式炉中，在空气氛围下，升温至400℃，保温3h，升温速率为1℃min-1，得到3D Fe2O3微球；
(2)将100mg Fe2O3微球分散在75ml水中，磁力搅拌1h，形成均匀的悬浊液，然后将25mg三羟甲基氨基甲烷，75mg多巴胺加入到悬浊液中，磁力搅拌6h，离心洗涤数次，60℃干燥，得到Fe2O3@PDA；
(3)将三聚氰胺或者尿素，加入到石英舟里，将其置于管式炉中，在空气下，升温至550℃，升温速率为6℃min-1，保温4h，制备得到g-C3N4；
(4)将Fe2O3@PDA与g-C3N4按质量比1：1研磨均匀后，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温0.5h，升温速率为2℃min-1，得到Fe/Fe3C@FeNC。
实施例2：
本实施例与实施例1的实验步骤相同，区别仅在于：Fe2O3@PDA与g-C3N4按质量比为1：1研磨均匀后，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温0.75h，升温速率为2℃min-1，得到Fe/Fe3C@FeNC。
实施例3：
本实施例与实施例1的实验步骤相同，区别仅在于：Fe2O3@PDA与g-C3N4按质量比为1：1研磨均匀后，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温1h，升温速率为2℃min-1，得到Fe/Fe3C@FeNC-1。
实施例4：
本实施例与实施例1的实验步骤相同，区别仅在于：Fe2O3@PDA与g-C3N4按质量比为1：1研磨均匀后，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温2h，升温速率为2℃min-1，得到Fe/Fe3C@FeNC-2。
实施例5：
本实施例与实施例1的实验步骤相同，区别仅在于：Fe2O3@PDA与g-C3N4按质量比为1：1研磨均匀后，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温3h，升温速率为2℃min-1，得到Fe/Fe3C@FeNC-3。
实施例6：
本实施例与实施例1的实验步骤相同，区别仅在于：Fe2O3@PDA与g-C3N4按质量比为50：1研磨均匀后，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温0.75h，升温速率为2℃min-1，得到Fe/Fe3C@FeNC-50/1。
实施例7：
本实施例与实施例1的实验步骤相同，区别仅在于：Fe2O3@PDA与g-C3N4按质量比为20：1研磨均匀后，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温0.75h，升温速率为2℃min-1，得到Fe/Fe3C@FeNC-20/1。
实施例8：
本实施例与实施例1的实验步骤相同，区别仅在于：Fe2O3@PDA与g-C3N4按质量比为10：1研磨均匀后，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温0.75h，升温速率为2℃min-1，得到Fe/Fe3C@FeNC-10/1。
实施例9：
本实施例与实施例1的实验步骤相同，区别仅在于：Fe2O3@PDA与g-C3N4按质量比为1：1.5研磨均匀后，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温0.75h，升温速率为2℃min-1，得到Fe/Fe3C@FeNC-1/1.5。
实施例10：
本实施例与实施例1的实验步骤相同，区别仅在于：Fe2O3@PDA与g-C3N4按质量比为1：2研磨均匀后，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温0.75h，升温速率为2℃min-1，得到Fe/Fe3C@FeNC-1/2。
实施例11：
本实施例与实施例1的实验步骤相同，区别仅在于：将Fe2O3直接与g-C3N4按质量比为1：1研磨均匀后，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温0.75h，升温速率为2℃min-1，得到Fe/Fe3C@FeNC-nP-1/1。
实施例12：
将25mg三羟甲基氨基甲烷，75mg多巴胺加入到75ml水中，磁力搅拌6h，离心洗涤几次，60℃干燥，得到PDA，然后将PDA与g-C3N4按质量比1：1研磨均匀，移入到管式炉中，N2气氛下，升温至650℃，保温0.5h，升温速率为2℃min-1，得到NC。
实施例13：
本实施例的金属-空气电池为锌-空气电池，包括空气扩散电极/电解质和金属电极；空气扩散电极是将制备得3D中空Fe/Fe3C@FeNC材料分散在异丙醇中制成分散液，再将分散液涂覆在碳布上，自然干燥得到；3D空心Fe/Fe3C@FeNC材料在碳布上得负载量为1.0mgcm-2；电解质为0.2M的醋酸锌和6M氢氧化钾的水溶液；金属电极为抛光的锌板。
对比例1：
本实施例和实施例13的实验相同，区别仅在于，使用商品化20％Pt/C催化剂。
对比例2：
本实施例和实施例13的实验相同，区别仅在于，使用商品化IrO2催化剂。
图1为实施例2，实施例11和实施例12所制得的样品的XRD图；从图中可以看出，实施例2和实施例11均出现了铁单质和碳化铁的衍射峰。
图2为实施例2，实施例11和实施例12所制得的样品的SEM图；其中a为实施例2中Fe2O3@PDA的SEM图，b，c和d分别为实施例2，实施例11和实施例12煅烧后的SEM图；从图中可以看出，Fe2O3@PDA是由纳米棒组装的空心微球；从图2b、c的SEM图可以清楚的看出在没有加入多巴胺时，经过高温热解之后，模板的微球结构被破坏，形成单独的纳米棒，而经多巴胺包覆之后可以看出，模板的3D结构被保留下来；从图d可以看出PDA与g-C3N4经高温热解后仍保留着PDA的纳米球结构。
图3为实施例2，实施例11，实施例12所制得的样品的XPS图。图3a为实施例2，实施例11，实施例12的XPS中谱图，图3b为实施例2，实施例11的Fe 2p高分辨频谱图，其中706.1，720.1eV为Fe0的峰，709.3，723.2eV为Fe2+的峰；图3c为实施例2，实施例11，实施例12的N1s高分辨谱图，其中实施例2，实施例11可以很好地解卷积位于397.8、398.8、399.9和4002eV的四个峰，分别归属于吡啶N、Fe-NX、吡咯N和石墨N；而实施例12中无Fe-NX；图3d为实施例2，实施例11，实施例12的N的相对含量。
图4为实施例2，实施例11，实施例12和对比例1所制得的样品在O2饱和的0.1M KOH电解液中的ORR性能LSV曲线。由图可知，实施例2具有最佳的ORR性能，其半波电位为0.83V，电流密度为7.7mA cm-2。
图5为实施例2，实施例11，实施例12和对比例2所制得的样品在O2饱和的1MKOH电解液中的OER性能LSV曲线。由图5可以看出实施例2具有最优的OER性能,其10mA cm-2对应的电压最小(1.45V)。
图6为实施例1，实施例2，实施例3，实施例4和实施例5所制备样品在O2饱和的0.1MKOH电解液中的ORR性能LSV曲线，扫速为10mV s-1，转速：1600rpm，室温；由图6可以看出，在煅烧时间为0.75h时，具有最佳的ORR性能，其半波电位为0.83V，电流密度为7.7mA cm-2。
图7为实施例1，实施例2，实施例3，实施例4和实施例5所制备样品在O2饱和的1MKOH电解液中的OER性能LSV曲线，扫速为10mV s-1，转速：1600rpm，室温；由图7可以看出在煅烧时间为0.75h时，具有最佳的OER性能，其10mA cm-2对应的电压最小(1.45V)。
图8为实施例2，实施例6，实施例7，实施例8，实施例9和实施例10所制备样品在O2饱和的0.1M KOH电解液中的ORR性能LSV曲线，扫速为10mV s-1，转速：1600rpm，室温。由图8可以看出随着Fe2O3@PDA与g-C3N4的质量比的增加，半波电位先增大后减小。在Fe2O3@PDA与g-C3N4的质量比为1：1时，具有最佳的ORR性能，其半波电位为0.83V，电流密度为7.7mA cm-2。
图9为实施例2，实施例7，实施例8，实施例9和实施例10所制备样品在O2饱和的1MKOH电解液中的OER性能LSV曲线，扫速为10mV s-1，转速：1600rpm，室温。由图8可以看出随着Fe2O3@PDA与g-C3N4的质量比的增加，在10mA cm-2对应的电压先减小后增大；在Fe2O3@PDA与g-C3N4的质量比为1：1时，具有最佳的OER性能，其10mA cm-2对应的电压最小(1.45V)。
图10为实施例2和对比例1的样品在O2饱和的0.1M KOH电解液中计时电流曲线，电位为0.60V(vs RHE)，室温。从图10可以看出，Pt/C催化剂经过18000s循环后衰减为原来的64％，而Fe/Fe3C@FeNC仅下降了6％，说明Fe/Fe3C@FeNC的稳定性明显优于Pt/C催化剂，表明经氮掺杂碳包覆的3D Fe/Fe3C@FeNC催化剂具有优异的催化稳定性。
图11为实施例2的样品在实施例13的金属-空气电池的测试结果图，其中，a为可充电锌-空气电池示意图，b为锌-空气电池的开路电位，c为充放电极化曲线及其对应的功率密度，d为使用Fe/Fe3C@FeNC的电池比容量和能量密度，(e)由Fe/Fe3C@FeNC组装的可充电锌-空气电池在电流密度为5mA cm-2时的放电-充电循环曲线。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
(1)制备Fe2O3微球：将铁盐分散到溶剂中，然后将混合液转移到反应容器中，在160～220℃下反应6～24h，洗涤、干燥处理后，在空气气氛中升温至350～450℃，保温2-5h，得到3D结构的Fe2O3微球；
(2)制备Fe2O3@PDA：将步骤(1)制备的Fe2O3微球分散于去离子水中，加入三羟甲基氨基甲烷和多巴胺，搅拌反应2-10h，获得Fe2O3@PDA材料；
(3)制备g-C3N4：将三聚氰胺或者尿素在空气气氛下，升温至500～600℃，保温2～6h，得到g-C3N4；
(4)制备Fe/Fe3C@FeNC微球催化剂：将步骤(2)得到的Fe2O3@PDA与步骤(3)制备的g-C3N4研磨混合后，置于反应炉中，于惰性气氛下升温至600～700℃，煅烧0.5～3h，得到Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述铁盐包括硝酸铁、硫酸铁、氯化铁；铁盐的浓度为0.01～1mM，溶剂为丙三醇、异丙醇和去离子水的混合溶液。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂中丙三醇、异丙醇和去离子水的体积比为(5～10)：(60～80)：1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应容器为高压反应釜；所述洗涤为依次使用酒精和去离子水洗涤2～5次；升温速率为1～3℃min-1。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中Fe2O3微球与去离子水的质量比为(0.5～2)：1，Fe2O3微球、三羟甲基氨基甲烷和多巴胺的质量比为(2～6)：1：(2～4)。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)的具体步骤为将三聚氰胺或者尿素加入到石英舟里，置于管式炉中，在空气气氛下，升温至500～600℃，升温速率为3～6℃min-1，保温2～6h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述Fe2O3@PDA与g-C3N4的质量比为(50：1)～(1：2)。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的反应炉为管式炉，所述的惰性气体包括氩气、氦气、氮气；升温速率为1～3℃min-1。
9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制得的3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂。
10.权利要求9所述的3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂在燃料电池或/和金属空气电池中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210068403.4A CN114433156B (zh) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | 一种3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210068403.4A CN114433156B (zh) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | 一种3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114433156A true CN114433156A (zh) | 2022-05-06 |
| CN114433156B CN114433156B (zh) | 2024-01-09 |
Family
ID=81368635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210068403.4A Active CN114433156B (zh) | 2022-01-20 | 2022-01-20 | 一种3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114433156B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115845884A (zh) * | 2022-09-21 | 2023-03-28 | 中国地质大学（武汉） | 一种Fe3C/C/坡缕石复合催化剂及其制备方法与应用 |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007119260A2 (en) * | 2006-04-18 | 2007-10-25 | Universita Degli Studi Di Padova | Electrocatalysts based on mono/plurimetallic carbon nitrides for polymer electrolyte membrane fuel cells fuelled with hydrogen (pemfc) and methanol (dmfc) and for hydrogen electrogenerators |
| US20120070764A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-22 | Los Alamos National Security, Llc | Non-precious metal catalysts |
| CN105514450A (zh) * | 2015-12-20 | 2016-04-20 | 青岛科技大学 | 氮掺杂石墨烯/镍铁类水滑石双功能氧催化剂及其制备方法和应用 |
| CN106229521A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-14 | 大连理工大学 | 一种FeCx@NC核壳结构催化剂及其制备方法 |
| CN108493461A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-09-04 | 大连理工大学 | 一种N掺杂多孔碳包覆Fe、Co双金属纳米粒子的催化剂及其制备方法 |
| CN108543545A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-18 | 大连理工大学 | 一种Fe、Ni、N三掺杂碳纳米管包覆型FeNi@NCNT催化剂、制备方法及其应用 |
| CN108837826A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-20 | 湖南科技大学 | 一种碳空心球内层负载的金属纳米催化剂制备方法与应用 |
| CN109797405A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-24 | 三峡大学 | 一种硫化钴与氮掺杂碳复合阵列电极的制备方法 |
| CN109908938A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-21 | 南京航空航天大学 | 一种新型电解水阳极析氧催化剂Co@NC/CNT的制备方法 |
| CN110142058A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-20 | 大连理工大学 | 一种F127诱导的三维多孔FeNi-NC双功能电催化剂及其制备方法 |
| CN111974460A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-11-24 | 济南大学 | 一种纳米Fe基化合物负载导电聚合物的制备方法 |
| CN112221530A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-01-15 | 青岛科技大学 | 一种非贵金属单原子双功能电催化剂的制备方法与应用 |
| CN112259751A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-01-22 | 广东工业大学 | 一种orr和oer双功能催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112403501A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-26 | 上海大学 | 具有超低钴原子含量的多孔氮掺杂碳球材料、其制备方法及其应用 |
| CN113258080A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-13 | 三峡大学 | 一种制备氮掺杂碳纳米管包覆钴金属电催化剂的方法 |
| CN113629261A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-11-09 | 江苏科技大学 | 一种形貌可控的二碳化五铁/三氧化二铁/铁-氮-碳电催化剂及其制备方法 |
-
2022
- 2022-01-20 CN CN202210068403.4A patent/CN114433156B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007119260A2 (en) * | 2006-04-18 | 2007-10-25 | Universita Degli Studi Di Padova | Electrocatalysts based on mono/plurimetallic carbon nitrides for polymer electrolyte membrane fuel cells fuelled with hydrogen (pemfc) and methanol (dmfc) and for hydrogen electrogenerators |
| US20120070764A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-22 | Los Alamos National Security, Llc | Non-precious metal catalysts |
| CN105514450A (zh) * | 2015-12-20 | 2016-04-20 | 青岛科技大学 | 氮掺杂石墨烯/镍铁类水滑石双功能氧催化剂及其制备方法和应用 |
| CN106229521A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-14 | 大连理工大学 | 一种FeCx@NC核壳结构催化剂及其制备方法 |
| CN108543545A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-18 | 大连理工大学 | 一种Fe、Ni、N三掺杂碳纳米管包覆型FeNi@NCNT催化剂、制备方法及其应用 |
| CN108493461A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-09-04 | 大连理工大学 | 一种N掺杂多孔碳包覆Fe、Co双金属纳米粒子的催化剂及其制备方法 |
| CN108837826A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-20 | 湖南科技大学 | 一种碳空心球内层负载的金属纳米催化剂制备方法与应用 |
| CN109797405A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-24 | 三峡大学 | 一种硫化钴与氮掺杂碳复合阵列电极的制备方法 |
| CN109908938A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-06-21 | 南京航空航天大学 | 一种新型电解水阳极析氧催化剂Co@NC/CNT的制备方法 |
| CN110142058A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-08-20 | 大连理工大学 | 一种F127诱导的三维多孔FeNi-NC双功能电催化剂及其制备方法 |
| CN111974460A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-11-24 | 济南大学 | 一种纳米Fe基化合物负载导电聚合物的制备方法 |
| CN112403501A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-02-26 | 上海大学 | 具有超低钴原子含量的多孔氮掺杂碳球材料、其制备方法及其应用 |
| CN112259751A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-01-22 | 广东工业大学 | 一种orr和oer双功能催化剂及其制备方法和应用 |
| CN112221530A (zh) * | 2020-11-13 | 2021-01-15 | 青岛科技大学 | 一种非贵金属单原子双功能电催化剂的制备方法与应用 |
| CN113258080A (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-13 | 三峡大学 | 一种制备氮掺杂碳纳米管包覆钴金属电催化剂的方法 |
| CN113629261A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-11-09 | 江苏科技大学 | 一种形貌可控的二碳化五铁/三氧化二铁/铁-氮-碳电催化剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| NAIBAO HUANG ET AL.: "Using dopamine interlayers to construct Fe/Fe3C@FeNC microspheres of high N-content for bifunctional oxygen electrocatalysts of Zn–air batteries", 《 DALTON TRANS.》, vol. 52, pages 2373 - 2383 * |
| WENJING DONG ET AL.: "Zero-valence Fe boosts the activity of Fe-N-C electrocatalyst in oxygen reduction reaction", 《IONICS》, vol. 28, pages 879 - 891, XP037669869, DOI: 10.1007/s11581-021-04318-0 * |
| YU DESHUANG ET AL.: "Metal-organic framework derived Co@NC/CNT hybrid as a multifunctional electrocatalyst for hydrogen and oxygen evolution reaction and oxygen reduction reaction", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》, vol. 44, no. 60, pages 32055 * |
| 何进忠: "基于g-C3N4双功能电催化剂的制备及其在锌空电池中的应用研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 1, pages 3 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115845884A (zh) * | 2022-09-21 | 2023-03-28 | 中国地质大学（武汉） | 一种Fe3C/C/坡缕石复合催化剂及其制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114433156B (zh) | 2024-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109841854B (zh) | 一种氮掺杂碳载单原子氧还原催化剂及其制备方法 | |
| CN111697239B (zh) | 一种钴铁合金、氮共掺杂炭氧气还原催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN106694018A (zh) | 一种具有梯度孔结构的钴、氮共掺杂炭氧气还原催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110142058B (zh) | 一种F127诱导的三维多孔FeNi-NC双功能电催化剂及其制备方法 | |
| CN112349921B (zh) | 一种氮掺杂石墨烯空心球催化剂、制备方法及应用 | |
| Jiao et al. | Non-precious transition metal single-atom catalysts for the oxygen reduction reaction: progress and prospects | |
| CN113422071B (zh) | 一种钴铁双金属有机骨架衍生碳材料的制备方法及其应用 | |
| CN111933961B (zh) | 双元CoFe合金负载g-C3N4催化剂及其制备方法 | |
| CN113270597B (zh) | 一种C3N4包覆的碳纳米管负载NiFe双功能氧气电催化剂及其制备方法 | |
| CN112221530A (zh) | 一种非贵金属单原子双功能电催化剂的制备方法与应用 | |
| CN112968185A (zh) | 植物多酚改性的超分子网络框架结构锰基纳米复合电催化剂的制备方法 | |
| CN110961162A (zh) | 一种催化剂载体、贵金属催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN115101766A (zh) | 一种低铂含量阴极氧还原催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN113745549A (zh) | 一种负载Mn单原子的N掺杂碳多面体催化剂的制备方法 | |
| CN112820886A (zh) | 一种三维分级多孔非金属碳基材料及其制备方法和应用 | |
| CN114628696B (zh) | 一种多孔碳载钴基双功能氧催化剂的制备方法 | |
| CN113422078B (zh) | 一种铁-氮活性位点的蜂窝状多孔碳材料及其制备方法和应用 | |
| CN114433156B (zh) | 一种3D结构Fe/Fe3C@FeNC双功能氧电催化剂及其制备方法和应用 | |
| WO2022099793A1 (zh) | 一种orr催化剂材料及其制备方法和用途 | |
| CN114665108B (zh) | 一种稀土金属掺杂的mof结构氧电催化剂及其制备方法 | |
| CN113809341B (zh) | 一种Cu-N-C氧还原催化剂及其制备方法 | |
| CN112701307B (zh) | 用于质子膜燃料电池的双mof连接结构纳米复合电催化剂及其制备方法 | |
| CN115395026A (zh) | 一种Fe单原子负载的N掺杂碳气凝胶电催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN112886028B (zh) | 一种自支撑多孔空气电极材料及其制备和应用 | |
| Huang et al. | Cerium oxide boosted CoFe-N codoped carbon nanotubes with abundant oxygen-vacancies toward efficient oxygen reduction and methanol oxidation reaction |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |