王海文, 任红鑫, 宋晓增, 丁俊杰, 王晨飞, 殷　馨

(华东理工大学 化学与分子工程学院, 上海　200237)



硫氮共掺杂的有序介孔碳用于氧还原反应的实验研究

王海文, 任红鑫, 宋晓增, 丁俊杰, 王晨飞, 殷馨

(华东理工大学 化学与分子工程学院, 上海200237)

硫氮共掺杂的有序介孔碳(SN-OMC)是通过一步复制路线合成的,双硫腙在SN-OMCs的制备过程中作为单一的碳、硫、氮前驱物。对此非金属催化剂进行物理化学表征,并在碱性电解质中对其催化氧还原反应(ORR)的电化学性进行了评估。在900 ℃下得到的SN-MOC展现了用于ORR反应的高电催化活性,以及可观的耐久性和耐甲醇性；介孔碳孔道中硫和氮的协同效应有利于提高SN-MOC的氧还原催化活性。

非金属催化剂； 介孔碳； 氧还原反应

氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属空气电池的关键反应[1],近年来,作为昂贵的Pt/C材料的潜在代替物——非贵金属基[2]和非金属[3]碳材料已被广泛研究。非金属杂原子能够在碳框架中引入缺陷位点,因为电荷的不均匀分布这些位点可作为ORR反应的活性位点。单掺杂碳材料(N,P,S,B,F,I)[4-5]和共掺杂碳材料(S/N,B/N,P/N)[6-7]已经展现了其用于ORR反应的高电催化活性。据报道,S、N掺杂的碳材料是催化ORR反应的高效催化剂,金属掺杂(典型的是铁离子)能够进一步提高所制备材料的电催化活性[8]。在目前的研究进程中,制备S、N掺杂的碳材料一般使用2种或3种原材料做C、S和N的前驱物[8-10]。这可能给控制S、N原子在碳框架中的比例带来一些困难。价廉的双硫腙作为单一碳前驱物可以有利于活性原子的分配,并提高催化剂的产率。……