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2022年学术进展系列之16:3044永利官网vip田植群教授课题组在电催化领域取得新进展
2022-03-22 09:43  

近日,3044永利官网vip田植群课题组开展了非贵金属氧还原电催化剂的研究,研究成果以Atomic iron coordinated by nitrogen doped carbon nanoparticles synthesized via a synchronous complexation-polymerization strategy as efficient oxygen reduction reaction electrocatalysts for zinc-air battery and fuel cell application为题发表在《Chemical Engineering Journal》期刊上。

本研究报道了一种通过同步络合-聚合法在熔融NaCl辅助热解下合成过渡金属--碳(M-N-C)催化剂的通用策略。其中以2,4,6-三(二-吡啶基)1,3,5-三嗪(TPTZ)为过渡金属铁的配体,二氨基芳香族化合物1,8-二氨基萘(DAN)为单体,通过共聚反应,成功制备了高活性的Fe-N-C催化剂。研究表明不同摩尔比的TPTZDAN对最终催化剂的活性位点和衍生的碳结构构型具有显著的影响,表现出不同氧还原性能。其中,摩尔比为1:1FeNC-TPTZ0.5DAN0.5催化剂在碱性和酸性溶液中表现出优异的氧还原性能,其半波电位分别达到了0.9 V0.8 V。同时,使用该催化剂的锌空气电池的最大功率密度可达192 mW cm-2,质子交换膜燃料电池最高输出功率640 mW cm-2,进一步表明了该方法制备的Fe-N-C催化剂的高性能。由于过渡金属配体、金属离子和聚合物单体种类繁多,与其他报道的方法相比,该方法为合成高性能M-N-C催化剂提供了一个更广阔的平台。

 

该工作获得国家自然科学基金(22075055)广西重点研发计划(AB16380030)等项目资助。

论文作者:向学(19级硕士生),张潇然(19级澳洲科廷大学联合培养博士)颜博文(20级硕士生),王坤(19级硕士生),王运秋(2020届硕士)吕丹丹(2021届博士)习识博(新加坡化学与工程研究所研究员)田植群(通讯作者),沈培康。

论文链接: https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.135721

 

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