片状碳载金属纳米颗粒复合物的制备及其氧还原电活性

摘要

将双氰胺、蔗糖与酞菁铁(钴)的混合物通过简单热解法,制备出Co/C-N、Fe/C-N和Fe-Co/C-N纳米复合物。随后利用热还原法,将少量铂沉积于Co/C-N上得到片状碳负载的Co-Pt纳米颗粒Co-Pt/C-N。对样品进行了详细表征,并研究了其在全域pH范围内(酸性、中性与碱性溶液)中的氧还原反应(ORR)活性。结果表明,Co/C-N具有比Fe/C-N和Fe-Co/C-N更高的ORR起始电位和半波电位,并且在碱性和中性溶液中,Co/C-N表现出比Pt/C更强的ORR电活性;在酸性溶液中,铂负载量(质量分数)8.1%的Co-Pt/C-N表现出与Pt/C相近的ORR起始与半波电位。催化剂优异的电活性主要归因于片状碳形成的三维结构、金属纳米颗粒的均匀分布以及丰富的吡啶氮。