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热处理碳纳米管耦合维生素B12作为氧还原反应电催化剂的性能分析
段广彬 , 房雅婷 , 董凯 , 姜媛媛 , 陈传霞 , 倪朋娟 , 逯一中
doi:  10.19756/j.issn.0253-3820.181788
开发成本低廉、性能优良的阴极氧还原电催化剂,替代昂贵的铂基催化剂,一直是燃料电池研究中的热点和难点,也是实现燃料电池商业化的关键之一。碳纳米材料负载过渡金属大环配位分子作为氧还原催化剂具有成本低、活性较高、导电性能好、稳定性高等优点。本研究利用维生素B12(VB12)中心的Co-Nx环状结构,以VB12作为活性位点的前驱体,以碳纳米管(CNT)为碳载体,通过高温热解制备了CNT-VB12复合材料。对此复合材料的形貌和组成进行了表征,并对其在碱性条件下的氧气还原电催化活性、稳定性及抗干扰性进行了分析。结果表明,CNT-VB12材料表现出高的氧还原反应(ORR)电催化活性。动力学研究结果表明,此复合材料通过几乎完全的4电子转移过程催化氧气还原为水,并且具有优于商业Pt/C的抗甲醇干扰性及稳定性,是一种有良好实际应用前景的燃料电池非贵金属氧还原电催化剂。
关键词: 碳纳米管, 维生素B12, 氧还原反应, 电催化剂