李 卓, 周方玲, 王 蕾, 付宏刚

(黑龙江大学 化学化工与材料学院 功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨 150080)

0 引 言

随着人类社会生产力的不断发展和提高，人们对能源的需求量不断增加。寻找、开发、利用可持续再生能源是人类科研任务的重点[1-3]。锌-空电池是目前在金属空气电池中的主要品类之一,与其他金属空气电池产品相比,锌-空电池又因具有较高的可靠性和比能量高、稳定充放电特点、自放电小、价格低廉、对于环境友好、寿命长、可逆性良好等优势，拥有良好的商业前景[4-8]。贵金属Pt基催化剂长期被认为是ORR缓慢的四电子转移机理的最佳电催化剂，但因其价格高昂，资源稀缺，不仅增加了成本，也不利于大规模的商业生产[9-12]。因此，主要研究重点集中在非金属催化剂上,并发现在碳材料中使用掺杂N原子的催化剂催化性能和稳定性较之Pt/C基催化剂更为有效。研究发现，在N掺杂碳材料中掺杂过渡金属(例如Fe和Co)纳米颗粒的杂化催化剂对ORR表现出了更优异的活性[12-16]。

以二氰二胺为含氮碳源，基于基团配位作用引入Co、V金属物种。利用冷冻干燥的方法得到其前驱体，再经过高温煅烧得到CoV-NC的碳纳米管，然后对样品进行SEM和XRD表征分析，最后对其进行氧还原性能的测试并应用于锌-空电池的研究。经测试，发现所制备的CoV-NC催化剂具有优异的ORR和OER催化性能，同时以该材料为正极材料组装的锌-空电池也具有较长的放电时间，表现出良好的应用价值。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

仪器：CHI660型电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)；……