电子科大考研，电子科大考研各专业录取线2023
成果简介
氮掺杂碳材料作为持久的高性能氧还原反应（ORR）催化剂显示出巨大的潜力来取代铂基催化剂。本文，电子科技大学材料与能源学院 唐辉副教授等研究人员在《ChemistrySelect》期刊发表名为“Synthesis of Nitrogen-Doped Hierarchical Carbon Derived from Water Hyacinth with High Catalytic Activity for Oxygen Reduction Reaction”的论文，研究以天然生物质（水葫芦）为原料，通过简单的热解过程制备了N-自掺杂碳催化剂。
制备的具有高比表面积(828.50 m2 g−1) 具有分级多孔结构和优异的ORR效率。催化剂表现出高的起始电位（Einition＝0.948V） ，半波电位（E1/2=0.827V） 极限电流密度（JL=4.95 mA cm−2） 与商用Pt/C相当。此外，所制备的催化剂的长期稳定性和对甲醇的耐受性也优于Pt/C。优异的电化学性能归因于具有可接近活性位点的分级多孔结构，其来源于水葫芦的天然性质。这项工作为以生物质为前驱体合成NC催化剂打开了一扇新的大门。所制备的催化剂在能源领域具有巨大的研究和应用潜力。
图文导读
图1、（a） 扫描电镜、（b–c） 透射电镜和 （d） 恒发光二极管图像（e–h）C、N、O 的HAADF-STEM 图像和相应的 EDS 映射。
图2、（a-b） XRD图案和拉曼光谱。（c） 氮气吸附-脱附等温线。（d-f）数控的XPS结果包括测量扫描，高分辨率的C 1s和N 1s。
3、通过旋转圆盘电极（RDE）和旋转环形圆盘电极（RRDE）方法在碱性系统（0.1 M KOH）中操作NC的ORR性能
图4、NC的ORR反应动力学机理
小结
综上所述，作者成功地利用水葫芦制备了分层多孔N-自掺杂碳质材料作为高性能ORR催化剂。描述了一种从生物质开始的简单原位合成策略，为ORR生产高效，稳定和低成本的非贵金属催化剂的新策略。
文献：
https://doi.org/10.1002/slct.202202613
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