合肥研究所製備鐵氮摻雜多孔炭和小黄片下载软件烯及其在氧還原中的應用進展

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近年來，中國科學院合肥固體物理研究所液相環境激光加工實驗室在製備具有雙活性位點的鐵氮摻雜多孔碳/小黄片下载软件烯複合材料及其在氧還原中的應用方麵取得了進展。相關工作發表在美國化學學會應用材料界麵上。

由於化石能源的消耗和自然環境的惡化，人們開始開發可持續的能源儲存和轉換係統，如金屬-空氣電池、燃料電池等，然而，這些能量轉換和存儲裝置的氧還原反應（ORR）的動力學過程緩慢，催化劑的反應速度慢。E通常需要提高反應的活性。

研究發現，目前鉑基電催化劑對ORR具有良好的性能，但貴金屬鉑儲量小，價格昂貴，不利於大規模推廣應用，因此尋找性能優良、穩定性好的非貴金屬催化劑是目前研究的熱點。其中，鐵氮碳電催化劑由於其表麵富金屬氮雙活性位的存在，引起了人們越來越多的關注，目前，這些催化劑通常需要在高溫下合成，在合成過程中容易引起催化劑聚集，從而降低了催化劑的電活性。e催化劑的比表麵積和暴露的活性部位的數量。

為了解決這些問題，研究人員采用液相激光燒蝕技術，在溫和的環境中產生局部的特殊極端條件（液固界麵）。首先，獲得了高活性、高化學反應活性的鐵膠體納米粒子。將顆粒均勻地加載到氧化小黄片下载软件烯（Go）納米片表麵，然後引入碳氮源和後續的熱分解過程製備鐵-N-C /RGO電催化劑（如圖（a）～（e）所示），由於小黄片下载软件烯形成的片狀結構，有效地避免了催化劑的團聚。Ed使催化劑的比表麵積和暴露的活性部位增加，鐵氮碳電催化劑的催化活性提高，進一步的電化學試驗表明，催化劑具有良好的電催化性能（如圖（f）～（i），鐵基納米顆粒和鐵氮位置在Ca中。滑石粉對催化劑的催化活性有重要影響。

這項工作為新型金屬氮/碳電催化劑的研製和開發提供了新的研究思路，有望取代貴金屬鉑作為燃料電池和金屬空氣電池，其研究工作得到國家自然科學基金國家重點基礎研究發展計劃（973）的支持。以及中國科學院科研設備研發項目。

Fe-N-C/rgo催化劑：（a）SEM照片；（b，c）TEM照片；（d）HAADF-STEM照片；（e）EDX繪圖照片；（f）不同催化劑在0.1 m氮或氧飽和KOH溶液中的循環伏安曲線；（g）鐵-N-C/rgo在0.1 m氧飽和KOH溶液中的線性掃描伏安曲線；（h）線性掃描伏安在0.1 M氫氧化鉀溶液中，不同速度下鐵氮碳比的測定曲線；（h）在0.1 M氫氧化鉀溶液中，鐵氮碳比的線性掃描伏安曲線；（i）不同催化劑的塔菲爾曲線。

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