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《长春理工大学学报(自然科学版)》 2019年02期
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钴和氮修饰的多孔碳作为高效的析氢电催化剂的研究

张巧玲  朱朕  崔丽莉  
【摘要】:采用水热的方法制备了钴修饰的3D石墨烯水凝胶,将该水凝胶浸渍在2-甲基咪唑溶液中获得了ZIF-67与3D石墨烯的复合材料,其结合了3D石墨烯和ZIF-67的孔结构特征,通过改变热解温度对材料的功能性和孔结构进行调节,经过高温热解后制得的金属钴纳米粒子嵌入于N掺杂多孔碳的材料(Co/N/GA)。通过SEM、TEM、XRD、XPS和Raman等测试手段对催化剂进行了形貌和结构的表征,以及利用循环伏安曲线、线性扫描伏安法、交流阻抗谱图和计时电流等谱图对电化学性能进行了详细的研究。结果表明,所制备的钴、氮双掺的多级孔碳材料具有较高的比表面积、较高的氮含量和优异的电子传输能力,因此优化的Co/N/GA-900催化剂在酸性和碱性溶液中,电催化析氢反应起始过电位分别为0和30mV,电流密度在10mA/cm~2的电位分别是45和67mV,Tafel曲线斜率分别为44和88mV dec~(-1),证明了本文所获得的催化剂具有优异的催化活性,而且稳定性测试也说明该催化剂具有优异的稳定性。

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