废弃酒糟制备钴氮共掺杂生物炭及其析氧和析氢反应催化性能研究
范宇坤1
李德念2
袁浩然2
陈颖3
陈勇4
罗博5
1.广东工业大学材料与能源学院,广东广州511400;中国科学院广州能源研究所,广东广州510640;中国科学院可再生能源重点实验室,广东广州510640;广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室,广东广州5106402.中国科学院广州能源研究所,广东广州510640;中国科学院可再生能源重点实验室,广东广州510640;广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室,广东广州510640;南方海洋科学与工程广东省实验室,广东广州5106403.广东工业大学材料与能源学院,广东广州5114004.广东工业大学材料与能源学院,广东广州511400;中国科学院广州能源研究所,广东广州510640;中国科学院可再生能源重点实验室,广东广州510640;广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室,广东广州510640;南方海洋科学与工程广东省实验室,广东广州5106405.重庆市环卫集团有限公司,重庆401121
摘要：开发用于析氧反应(OER)和氢析出反应(HER)的低成本高效催化剂在水分解领域至关重要.以废弃酒糟为碳氮源,通过碳酸钠活化实现氮掺杂和钴纳米粒子负载,同时获得复合催化剂(Co(15)-DS-4).对比实验分析表明,凭借多孔材料的介微孔结构,表面原子的高暴露特性和活性位点Co-N的协同效应,Co(15)-DS-4表现出优异的HER和OER双功能催化活性.在Co(15)-DS-4催化作用下,碱性电解液中的电极达到10 mA/cm2电流密度需要0.42 V过电压,这远低于商业上贵重的RuO2催化剂(≈0.5 V).此外,Co(15)-DS-4具有优异的水分解稳定性,经3 000次循环伏安,Co(15)-DS-4的OER极限扩散电流密度仍能保持97.5％(HER极限扩散电流密度仍能保持98.3％).这一废弃酒糟衍生碳所构筑的N掺杂多孔碳负载Co纳米粒子复合材料在水电解领域具有巨大的应用潜力.
关键词：酒糟微介孔碳氮掺杂双功能催化剂协同效应
分类号：O646(物理化学（理论化学）、化学物理学)
资助基金：国家重点研发计划(2018YFC1901200)国家自然科学基金(51806226)广东省科技计划(2016A010105017)广东省科技计划(2017B040404009)南方海洋科学与工程广东实验室(广州)引进人才团队重点专项(项目(GML2019ZD0101)
论文发表日期：2020-05-15
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 51-56 )
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