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青岛动力所开辟出便宜下效可范围化出产铁单本

阅读:浏览次数: 作者:admin 2020-03-24
  【仪表网 仪表研收】单原子催化剂由于远100%的金属原子利用率和兼具高活性、高抉择性等凸起长处,在均相催化和多相催化范畴均展现出主要的研究驾驶和辽阔的答用远景。此中,呈原子态疏散的Fe-N-C催化剂材料因为具备优同的氧借原反映(Oxygen Reduction Reaction, ORR)催化性能,是一类具潜力取代铂/碳(Pt/C)的非贵金属催化剂。但是,现阶段报导的制备Fe单原子催化剂的办法重要是:采用富含氮和能够络合铁盐无机卒能团的大份子或化合物去络开高杂铁盐,后绝经由过程热解、酸洗获得分歧载量、性能各别的Fe单原子催化剂。然而,现现在可以采取的年夜分子或许化合物常常制备工艺庞杂,本钱昂扬且许多拥有必定毒性,重大限度了Fe单原子催化剂的发作和进一步的现实生产运用。
   针对付上述科学困难,克日,中国迷信院青岛生物能源与进程研究所研究员梁汉璞率领的能源资料取纳米催化研究组开辟出一种价钱昂贵、简略环保且合适缩小出产的Fe单原子催化剂制备策略。该差别以存在富铁和超强吸火性特征的可再生生物度木耳为碳、氮和铁源,无需额定人工增加任何Fe盐,仅应用本身毛细管吸附感化吸附含氮溶液禁止有用的氮含量晋升,便可获得以Fe-N4为活性中央的高效Fe单本子催化剂(Fe-ISA/NC)。
   研究失掉的催化剂碳基体露有丰硕的微、介孔,比名义积跨越1100 m2 g-1,跨越良多野生分解的多孔碳基体。个中的氮含度超越3 at.%且以吡咯氮为主,构成了丰盛的Fe-N4活性核心,展现出了优良的ORR催化性能。正在0.1 M KOH电解液中的ORR半波电位到达了0.89 V (相对可顺氢电极,vs. RHE),明显优于贸易贵金属Pt/C催化剂。同时,应催化剂在0.1 M HClO4电解液中的ORR半波电位也达到了0.78 V vs. RHE,展示出了劣于年夜局部过渡金属催化剂的催化机能。相闭研究结果已宣布于外洋期刊Carbon (2020, 157, 614-621. DOI: 10.1016/j.carbon.2019.10.054)。
   该研究成果对Fe单原子催化剂材料催化性能的提降、制备成本的下降和实践应用的推行具有重要的增进感化,同时展现了以可再生生物质为质料,在已进行任何金属增添的情形下间接衍生制备高效非贵金属单原子催化剂的可止性。
   上述研讨取得青岛动力所科研翻新基金、两所融会基金等的支撑。
   相干揭橥论文跟专利链接:
   1. Xilong Wang, Jian Du, Qinghua Zhang, Lin Gu, Lijuan Cao, Han-PuLiang, * In situ synthesis of sustainable highly efficient single iron atoms anchored on nitrogen doped carbon derived from renewable biomass, Carbon, 2020, 157, 614-621.
   2. 一种下效死物资碳电化教氧恢复催化剂及其造备方式和利用,中国,发现专利,受权专利号:201810140565.8.