ZIF-8/C 60 复合物衍生电催化剂的制备及其水氧化性能

发布时间：2021-09-23 23:48

　　电解水析氧反应（OER）是获得氢能源的重要环节,目前商业化的贵金属催化剂高昂的成本极大地限制了电解水产氢的市场化推广,因此开发新型非金属基的OER电催化剂具有重要的研究价值.该工作首次采用共沉淀法将沸石咪唑酯（ZIF-8）与富勒烯C₆₀进行复合,成功制备了ZIF-8/C₆₀复合物,产物经高温煅烧获得了多孔碳材料ZIF-8/C₆₀-C,采用XRD、SEM、TEM、Raman等手段对产物进行了结构和形貌表征,电化学测试结果表明该催化剂具有良好的OER活性,相比于直接碳化的ZIF-8（ZIF-8-C）和ZIF-8/C₆₀,ZIF-8/C₆₀-C表现出最小的过电位和Tafel斜率,这得益于其较小的电荷转移电阻和较大的电化学活性面积（ECSA）,说明富勒烯的引入不仅提高了复合材料的导电性,而且增加了催化活性位点.稳定性测试表明该催化剂可以连续稳定使用6 h.该工作为制备新型碳基纳米电催化剂提供了新的思路. 

【文章来源】：陕西科技大学学报. 2020,38(05)

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【部分图文】：

ZIF-8/C60复合物结构示意图

图3所示为所得样品的XRD图.从图3可以清晰地看到,ZIF-8与C60复合后表现出较好结晶性,图3曲线a中2θ位于10.87 °、17.73 °、20.81 °、21.70 °的衍射峰归属于C60的(111)、(022)、(113)、(222)晶面(JCPDS 96-901-1074)[12].值得注意的是,这几个衍射峰相比于曲线b中纯C60的衍射峰都出现了微小的右移,说明C60分子与ZIF-8之间存在晶格相互作用.2.2 ZIF-8/C60-C催化剂的制备及表征

催化剂的亲水性决定了催化剂表面吸附水分子的能力,对于电极表面动力学具有重要影响.图6为ZIF-8/C60-C和ZIF-8-C的接触角测试结果.从图6可以看出,两者都有较好的亲水性,水滴可以在两者表面铺展,从铺展的速度可以看出前者只需0.720 s即可在催化剂表面铺展,而后者则需要1.968 s,这从侧面证明了ZIF-8/C60-C具有更佳的水分子吸附能力[16].图6 接触角测试图


本文编号：3406666