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炭纸上原位生长CNF/CP复合体的氧气电催化反应性能
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:《新型炭材料》
  • 时间:0
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]同济大学新能源汽车工程中心,上海201804, [2]同济大学汽车学院,上海201804, [3]华东理工大学资源与环境学院,上海200439, [4]华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海200439
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金(21006073),上海市青年科技启明星计划(11QA1407200),化学工程国家重点实验室开放基金(SKL-ChE-08C07),上海市重点学科建设项目(B303)和同济大学汉高教席项目.
中文摘要:

利用催化气相化学沉积(Catalytic chemical vapor deposition,CCVD)法在炭纸上原位生长得到CNF/CP复合体,并对这种复合体的物理化学性能和氧气电催化还原反应(Oxygen reduction reaction,ORR)性能进行了研究。结果表明:纳米炭纤维较为均匀地分散在炭纸上,其中纳米炭纤维具有窄的直径分布。所制CNF/CP复合体具有较大的比表面积和独特的中孔结构;相对于炭纸,CNF/CP复合体的端面碳原子和基面碳原子比例较高。另外,CNF/CP还具有较高的ORR反应活性,其ORR为2电子反应过程,原因可以归结于纳米炭纤维独特的微结构。同时,CNF/CP也具有较高的交换电流密度和较正的平衡电压。

英文摘要:

A carbon nanofiber/carbon paper (CNF/CP) composite was synthesized directly on CP by a catalytic chemical vapor-deposition method, and the physicochemical properties of and oxygen-reduction reaction (ORR) on this com- posite were investigated. Scanning electron microscopy shows that the CNFs are uniformly distributed on the CP, and high-resolution transmission electron microscopy results show that the CNFs have a narrow size distribution. The CNF/ CP composite has a large surface area, and its mesoporous character is confirmed by N2physisorption. Raman spectrum studies show that the CNF/CP composite has a high ratio of edge atoms to basal atoms compared with that of CP. From cyclic voltammetry studies, the CNF/CP composite was found to be more active than CP in terms of ORR, which may be due to the contribution from the CNFs. The CNF/CP composite shows a higher exchange current density and more positive equilibrium potential than CP, as verified by Tafel analysis. Moreover, linear-sweep voltammetry confirms that ORR on the CNF/CP composite is conducted through a two-electron reaction pathway.

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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