氮掺杂碳纳米纤维网/炭纸有序化气体扩散电极的制备及其氧还原性能

摘要

以自制炭纸为基体,在其表面电化学合成聚苯胺纳米纤维网涂层,经过热处理后得到氮掺杂碳纳米纤维网/炭纸有序化气体扩散电极.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征材料的形貌与结构特征,采用循环伏安法、线性扫描伏安法和交流阻抗谱研究材料的氧还原催化性能.结果表明,当n(苯胺单体)(盐酸)为0.4时,得到均匀、连续的网状聚苯胺纳米纤维网涂层,其结构在热处理后得到有效保留.与传统涂覆法制备的氮掺杂碳纤维/炭纸复合电极相比,有序化电极的氧还原性能更佳,欧姆阻抗和扩散阻抗更小.在O2饱和的浓度为0.1 mol/L的KOH水溶液中,有序化电极的氧还原电流密度达到0.76 mA/cm2,是传统电极的1.6倍.