氮掺杂活性炭及其载铂催化剂氧还原催化活性

新型炭材料, 2016, 31(3): 287-292.

氮掺杂活性炭及其载铂催化剂氧还原催化活性

李莉香 ^1, , 张砚秋 ^2, , 孙盼松 ^3, , 安百钢 ^4, , 邢天宇 ^5, , 宋仁峰 ^6,

1.辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山,114051

2.辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山,114051

3.辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山,114051

4.辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山,114051

5.辽宁科技大学化学工程学院,辽宁鞍山,114051

6.鞍钢集团矿业设计研究院,辽宁鞍山,114004

基金项目: Natural Science Foundation of Liaoning Province,China (201502063).国家自然科学基金(51102126) National Natural Foundation of China(51102126) Innovative Research Team in Colleges and University of Liaoning Province,China(LT2014007) 辽宁省自然科学基金(201502063) 辽宁省高校创新团队(LT2014007)

关键词：氮掺杂 , 活性炭 , 铂 , 氧还原反应

Preparation of Pt-loaded nitrogen-doped activated carbons and their catalytic activities for the oxygen reduction reaction

Keywords： Nitrogen doping , Activated carbon , Platinum , Oxygen reduction reaction

采用化学原位聚合法制备聚吡咯/活性炭(AC)复合物,在惰性气氛进行热处理,制备了氮掺杂活性炭(NAC).利用化学浸渍还原法制备AC和NAC载铂催化剂,并对比分析他们的氧还原催化性能.氮掺杂处理明显降低了活性炭的比表面积,但因其改善了活性炭水分散性和表面活性,铂在NAC表面沉积和分布较在AC载体表面更均匀.尤其经900℃炭化处理获得的氮掺杂活性炭NAC900,源于其微孔的高比表面积和含氮官能团共同作用,使铂粒子多以尺寸小于5 nm的粒子均匀沉积分布于载体表面,且铂担载量高.循环伏安曲线分析表明,与活性炭载铂催化剂(Pt-AC)相比,氮掺杂活性炭载铂催化剂(Pt-NAC900)的氧还原峰电位更正,氧还原峰电流为前者两倍,且峰电流随循环次数的衰减更低.结果表明,通过对传统炭材料活性炭进行氮掺杂处理,能够增强其载铂催化剂氧还原催化性能.

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