【摘 要】
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氮掺杂的多孔碳(NPCs)可以用作氧还原反应(ORR)的电催化剂和甲醇氧化反应(MOR)的催化剂载体.本文报道了一种新型且具有吡啶基团的多孔有机框架(MOF),[Zn(bpdc)DMA]·DMF(
【机 构】
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中国科学院青岛生物能源与过程研究所,青岛市松岭路189号,266101
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氮掺杂的多孔碳(NPCs)可以用作氧还原反应(ORR)的电催化剂和甲醇氧化反应(MOR)的催化剂载体.本文报道了一种新型且具有吡啶基团的多孔有机框架(MOF),[Zn(bpdc)DMA]·DMF(bpdc=2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸),并首次用这种MOF作前驱体,吡啶基团作氮源,通过直接碳化的方法制备NPCs.我们将该多孔碳(NPC800)修饰在玻碳电极表面,研究了NPC800在电化学方面的应用.首先,以NPC800作电催化剂,研究其对ORR的电催化性能.NPC800的ORR起始电位与商业Pt/C接近(-0.14 V vs.SCE),且ORR电流远大于商业Pt/C.这种显著的电催化活性归因于NPC800具有的较高的比表面积及合适的含氮量.然后,以NPC800作催化剂载体,通过电沉积技术制备碳载Pt催化剂(Pt/NPC800),并研究其对MOR的电催化行为.Pt/NPC800对MOR具有催化作用,且其催化稳定性高于Pt/XC-72.这种较高的稳定性源于Pt与NPC800载体之间增强的Pt-C键.上述研究结果表明,联吡啶基MOF制备的NPC在燃料电池中具有应用前景.
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