双中心MOFs衍生的Co-ZnO@CN纳米材料作为电化学催化剂用于氧还原反应的研究
本文选题:燃料电池 + 氧还原反应 ; 参考:《分子催化》2017年05期
【摘要】:采用水热法合成了一系列的Co-Zn-MOF材料,随后将其在高温下热解,采用自模板的方式得到双中心MOFs衍生的Co-ZnO@CN纳米催化剂.通过调节前驱体的比例和热解温度,优化了制备Co-ZnO@CN纳米催化剂的条件.利用粉末X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对Co-ZnO@CN纳米催化剂的结构及表面化学性质进行表征,采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)考察了Co-ZnO@CN纳米催化剂的形貌和表面化学元素的种类和组成.通过氧还原反应(ORR)测试了催化剂的催化性能.实验结果表明当热解温度为800℃,Co与Zn摩尔质量之比为1∶2时,所得到的Co-ZnO(1∶2)@CN-800纳米催化剂的催化活性最高,其起始电势和半波电势分别为0.90和0.78 V,此外,通过计算表明该纳米催化剂在氧还原反应中氧分子还原过程遵循4e-反应路径.
[Abstract]:A series of Co-Zn-MOF materials were synthesized by hydrothermal method. Then they were pyrolyzed at high temperature. The Co-ZnO@CN nano catalysts derived from the dual center MOFs were obtained by self template. The conditions for the preparation of Co-ZnO@CN nano catalysts were optimized by adjusting the ratio of the precursors and the pyrolysis temperature. Powder X ray diffraction (XRD) and X ray light were used. The structure and surface chemical properties of the Co-ZnO@CN nano catalyst were characterized by electron spectroscopy (XPS). The morphology of the Co-ZnO@CN nano catalyst and the types and composition of the surface chemical elements were investigated by scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS). The catalytic performance of the catalyst was tested by the oxygen return reaction (ORR). The experimental results were tested. The results show that when the temperature of pyrolysis is 800, and the molar mass ratio of Co to Zn is 1: 2, the catalytic activity of Co-ZnO (1: 2) @CN-800 nano catalyst is the highest, and the starting potential and the half wave potential are 0.90 and 0.78 V respectively. In addition, it is shown that the oxygen reduction process of the nano catalyst follows the 4e- reaction path in the oxygen reduction process in oxygen reduction reaction.
【作者单位】: 西华师范大学化学化工学院化学合成与污染控制四川省重点实验室;
【基金】:四川省教育厅重点项目(466768) 西华师范大学英才科研基金项目(463123);西华师范大学基本科研业务费专项(416529)~~
【分类号】:O643.36;TB383.1
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,本文编号:2097467
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