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银耳状Fe-N-C复合催化剂的制备及催化氧还原性能研究
黄燕平 , 苑红艳 , 张健 , 杨亚辉 , 刘洪涛
doi:  10.11895/j.issn.0253-3820.170279
以无机铁盐和邻苯二胺为基础原料,经铁(Ⅲ)基螯合前驱体热解反应,制备出Fe-N-C复合催化剂。经扫描电镜观察,带有折褶的碳微纳米片相互交迭,形成银耳状的三维自支撑结构。氮气吸脱附测试表明此结构富含微孔和介孔,比表面积可达290 m2/g。通过X射线衍射(XRD)确证石墨化C和多晶Fe3C作为催化剂主相存在,X射线光电子能谱(XPS)进一步揭示N原子主要以石墨N和吡啶N形式掺杂到C骨架中。电化学测试表明银耳状Fe-N-C复合催化剂在碱性条件下催化氧还原反应为四电子过程,其催化活性可媲美商业Pt/C催化剂。经过2000次氧还原测试后,催化极限电流衰减小于5%,并且半波电势仅负移5 mV(商业Pt/C催化剂负移35 mV),表现出优异的氧还原催化稳定性。
关键词: 氧还原反应, Fe-N-C复合催化剂, 多孔结构, 催化活性, 催化稳定性