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Co/MR氮掺杂炭气凝胶的制备、结构及氧还原性能
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:新型炭材料
  • 时间:2013.12.12
  • 页码:454-460
  • 分类:TM242[电气工程—电工理论与新技术;一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]广州大学化学化工学院,广东广州510006
  • 相关基金:国家自然科学基金(21076048);广东省科技计划项目(2009801100022,2010B叭0900039)
  • 相关项目:低铂/非铂氮掺杂碳气凝胶复合氧还原催化剂的结构及性能研究
中文摘要:

以三聚氰胺、间苯二酚、甲醛为原料,采用溶胶一凝胶法、冷冻干燥等步骤制备出三聚氰胺-间苯二酚一甲醛(MR)干凝胶;并以所制炭气凝胶为载体浸渍硝酸钴,经氮气中高温炭化,得到钴复合氮掺杂的炭气凝胶。考察间苯二酚和三聚氰胺比例、凝胶pH值及炭化条件等对气凝胶结构和催化氧还原活性的影响,采用XRD、XPS、低温氮气吸脱附等方法研究催化剂的结构。随pH值增加,MR气凝胶的介孔分布向小孔移动;当M/R物质的量比为6:1时,其介孔分布为3.0—4.0nm。钴复合炭气凝胶多孔结构中存在均匀分布Co金属颗粒和管状炭,Co金属颗粒粒径随炭化温度升高而增加。采用旋转圆盘电极研究催化剂在0.5mol/LH2SO4溶液中的电化学性能,结果表明催化剂具有良好的氧还原活性。

英文摘要:

Melamine-resorcinol-formaldehyde (MR) aerogels were prepared by the sol-gel polymerization of formaldehyde with melamine and resorcinol using NaOH as catalyst, followed by freeze-drying. Co-loaded carbon aerogels were obtained by impregna- ting the MR aerogels with Co(III) tert-butanol solution, followed by carbonization in N2. The effects of the molar ratios of mela- mine to resorcinol ( M/R), pH, Co content and carbonization temperature on the microstructure of the aerogels were investigated. It was found that the microstructure of the MR aerogels could be adjusted by the M/R ratio and pH. The mesopore size of the MR aer- ogels decreased with increasing pH and the mesopore size was in the range of 3-4nm when the M/R was 6:1. There were some gra- phitic nano-ribbons in Co-loaded carbon aerogels. The metal average particle size in the carbon aerogels increased from 5.2 to 6.2 nm when the carbonization temperature was increased from 700 to 900 ℃. The electrochemical properties of the Co-loaded car- bon aerogels as catalysts in the oxygen reduction reaction were evaluated by a rotating disc electrode technique in an O2-saturated 0.5 mol/L H2SO4 solution, and the catalysts showed a good electrocatalytic activity for the reaction.

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期刊信息
  • 《新型炭材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:成会明
  • 地址:太原市桃园南路11号中科山西煤化所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:tcl@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025254
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-8827
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1116/TQ
  • 邮发代号:22-164
  • 获奖情况:
  • 1999年、2000、2001年连续三年评为山西省一级期刊,荣获中科院2000年优秀期刊三等奖,入选2001年度科技部组织的“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊,2004年获第三届中国百科杰出学术期刊奖,2005年获第三届国家期刊提名奖,2006年获第二届北方十佳期刊奖,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5764