ZIF-8衍生高效Fe-N-C催化剂的制备及其氧还原性能

张赛航, 姚赢赢, 李钊, 邹建新

材料工程 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (03) : 135-142.

ZIF-8衍生高效Fe-N-C催化剂的制备及其氧还原性能

  • 张赛航, 姚赢赢, 李钊, 邹建新
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摘要

为推动燃料电池的大规模商业化应用,开发高效、稳定和低成本的氧还原(ORR)催化剂具有重要意义。本工作以Fe掺杂ZIF-8为前驱体,通过球磨、高温氩气气氛下煅烧、酸洗后,在氨气气氛下进行二次煅烧,得到Fe-N-C非贵金属催化剂,多种表征手段的结果显示Fe原子均匀分散在氮掺杂的碳骨架上,从而形成丰富的Fe-Nx催化活性位点。电化学性能测试结果表明,通过制备工艺和金属比例优化后的Fe-N-C-5%催化剂,在0.1 mol/L HClO4的酸性溶液中表现出优异的ORR活性,半波电位为0.845 V,同时兼具良好的稳定性,在20000次循环后半波电位没有明显下降,这些结果为合理设计非贵金属ORR催化剂提供了有效的策略。

关键词

氧还原反应 / 非贵金属催化剂 / 质子交换膜燃料电池 / 电催化 / 金属有机框架材料

中图分类号

TQ426 / TM911.4

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张赛航, 姚赢赢, 李钊, 邹建新. ZIF-8衍生高效Fe-N-C催化剂的制备及其氧还原性能. 材料工程. 2025, 53(03): 135-142

基金

国家重点研发计划项目(2022YFB3803700); 国家自然科学基金项目(52171186)

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