多巴胺为前驱体过渡金属与N共同掺杂的碳纳米管催化剂ORR性能研究

• 作者: 张治军 杨建 牛丽红
• 来源期刊: 分子催化
• 学科: 化学
• 关键词: 聚多巴胺 过渡金属掺杂 多壁碳纳米管 氧还原反应
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 409-419
• 分类号: O643.3
• 语种: 中文

摘要

采用多巴胺的自氧化聚合在多壁碳纳米管表面进行聚合沉积修饰,经热处理可得到氮掺杂的碳纳米管催化剂,通过调整沉积次数可控制表面聚多巴胺C-N膜的厚度,从而调控N的掺杂量.研究沉积次数对多壁碳纳米管催化剂表面形貌、化学组成及原子结合形态的影响,并考察N掺杂的多壁碳纳米管催化剂的氧还原反应活性.在此基础上,用多巴胺配合Mn、Fe离子进行共同聚合沉积,热处理后得到Mn(Fe)、N共同掺杂的多壁碳纳米管催化剂,对催化剂进行了多种测试和电化学表征.循环伏安和线性扫描的电化学表征表明,N掺杂可有效提高催化剂的氧还原反应(ORR)活性,C-N膜的厚度会影响催化剂性能,Mn(Fe)-N@MWCNTs催化剂的氧还原活性高于只有N掺杂的催化剂,两种催化剂氧还原反应均为4电子反应路径,可直接将氧气还原成H2O,且Fe-N@MWCNTs催化剂表现出较好的抗甲醇能力.SEM照片可以看到聚多巴胺在碳纳米管表面形成C-N膜;Raman分析表明聚多巴胺沉积后提高了催化剂表面的无序性,缺陷增多;XPS表征显示过渡金属的掺杂改变了CNx的结合状态.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张治军	河南大学纳米材料工程研究中心	315	5372	34.0	55.0
2	杨建	河南大学纳米材料工程研究中心	24	299	7.0	17.0
6	牛丽红	河南大学特种功能材料教育部重点实验室	1	2	1.0	1.0