李莉香，张砚秋，孙盼松，安百钢，邢天宇，宋仁峰

(1.辽宁科技大学 化学工程学院，辽宁 鞍山114051；2.鞍钢集团矿业设计研究院，辽宁 鞍山114004)



氮掺杂活性炭及其载铂催化剂氧还原催化活性

李莉香1，张砚秋1，孙盼松1，安百钢1，邢天宇1，宋仁峰2

(1.辽宁科技大学 化学工程学院，辽宁 鞍山114051；2.鞍钢集团矿业设计研究院，辽宁 鞍山114004)

采用化学原位聚合法制备聚吡咯/活性炭(AC)复合物，在惰性气氛进行热处理，制备了氮掺杂活性炭(NAC)。利用化学浸渍还原法制备AC和NAC载铂催化剂，并对比分析他们的氧还原催化性能。氮掺杂处理明显降低了活性炭的比表面积，但因其改善了活性炭水分散性和表面活性，铂在NAC表面沉积和分布较在AC载体表面更均匀。尤其经900 ℃炭化处理获得的氮掺杂活性炭NAC900，源于其微孔的高比表面积和含氮官能团共同作用，使铂粒子多以尺寸小于5 nm 的粒子均匀沉积分布于载体表面,且铂担载量高。循环伏安曲线分析表明，与活性炭载铂催化剂(Pt-AC)相比，氮掺杂活性炭载铂催化剂(Pt-NAC900)的氧还原峰电位更正，氧还原峰电流为前者两倍，且峰电流随循环次数的衰减更低。结果表明，通过对传统炭材料活性炭进行氮掺杂处理，能够增强其载铂催化剂氧还原催化性能。

氮掺杂；活性炭；铂；氧还原反应

1　前言

质子交换膜燃料电池因其能量转化效率高、运行温度低和低排放而成为缓解化石能源危机及环境污染的理想器件之一。质子膜燃料电池主要基于阳极氢氧化和阴极氧还原而将化学能转化为电能，而阴极氧还原因其反应速率慢而成为电池反应的制约步骤。……