Co基非贵金属催化剂的制备及其氧还原电催化性能

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｎ — ｎｏｂｌｅｍｅｔａｌｃａｔａｌｙｓｔ（Ｃｏ／Ｎ／ＣＮＴｓ）ｗａｓｓｙｎｔｈｅｔｉｚｅｄｆｒｏｍｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｍｅｔａｌ，ｃａｒｂｏｎｎａｎｏｔｕ —
ｂｅｒａｎｄｏｒｇａｎｉｃｈｉｇｈｐｏｌｙｍｅｒｂｙｔｗｏ－ｓｔｅｐｐｙｒｏｌｙｔｉｃｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｗａｓｃｈａｒａｃ — ｔｅｒｉｚｅｄｂｙＸ－ｒａｙｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙａｎｄＸ－ＲａｙＤｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃａｔａｌｙｔｉｃａｃ —
剂具有高的氧还原活性，在催化剂表面进行的氧还原过程中电子转移数目为３．２，起始电位与Ｐｔ催化剂的相接近，
而半波电位与Ｐｔ催化剂相比更靠正，稳定性和抗甲醇中毒性远超过Ｐｔ催化剂．
关键词：燃料电池；非贵金属催化剂；氧还原反应；碱性；碳纳米管中图分类号：０６４３文献标识码：Ａ
ｔｉｖｉｔｉｅｓｆｏｒｏｘｙｇｅｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎ（ＯＲＲ），ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｍｅｔｈａｎｏｌｔｏｘｉｃｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙＣｙｃｌｉｃＶｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ（ＣＶ）ａｎｄＲｏｔａｔｉｎｇＤｉｓｋＥｌｅｃｔｒｏｄｅ（ＲＤＥ）ｉｎａｌｋａｌｉｎｅｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄ
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｂａｌｔ－ｂａｓｅｄｃａｔａｌｙｓｔｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｏｘｙｇｅｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
ｔｈａｔｔｈｅｏ／ＣＮ／ＣＮＴｓｈａｄｈｉｇｈｏｘｙｇｅｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎａｃｔｉｖｉｔｙ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｓｅｘｃｈａｎｇｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅ
７３００００）
摘要：通过两步热分解法，以过渡金属、碳纳米管和有机高分子聚合物为前驱体制备非贵金属催化剂（Ｃｏ／Ｎ／
ＣＮＴｓ），利用电子能谱仪（ＸＰＳ）和Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）对催化剂微观结构进行表征，并在碱性溶液中通过循环伏安法和旋转圆盘技术对电催化剂的氧还原活性、稳定性以及抗甲醇中毒性进行研究．结果表明，Ｃｏ／Ｎ／ＣＮＴｓ催化
第３９卷第６期
２０１３年
大
学
学
报
Ｖｏ１．３９Ｎｏ．６
Ｄｅｃ．２０１３
Ｊｏｕｒｎ￣ｏｆＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
文章编号：１６７３ — ５１９６（２０１３）０６－００６９ — ０６
Ｃｏ基非贵金属催化剂的制备及其氧还原电催化性能
张俊彦。，牛可兴，杨保平，崔锦峰
（１．兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州７３００５０；２．中国科学研究院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室，甘肃兰州
ＺＨＡＮＧＪｕｎ－ｙａｎ，ＮＩＵＫｅ－ｘｉｎｇ，ＹＡＮＧＢａｏ－ｐｉｎｇ，ＣＵＩＪｉｎ－Ｉｅｎｇ
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖ．ｏｆＴｅｃｂ．，ｌ￣ｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂ．ｏｆＳｏｌｉｄＬｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ，１．ａｎｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００００，Ｃｈｉｎａ）