東華大學閆建華Chem. Commun.：大孔Cu-g/C3N4納米纖維電催化劑的一步合成及其在高效

DOI: 10.1039/D0CC06424F

在本研究中，一步合成了大孔Cu-g/C3N4納米纖維催化劑，其中Cu-納米點（<10nm）與g/C3N4納米片很好地偶聯，在大孔碳納米纖維支架上形成了Cu-Nx納米棒。具有514.9m2/g高比表面積的催化劑暴露出豐富的電活性位點，這些位點有利于氧中間體的吸附，因此顯示出較高的ORR活性，例如0.83V的高半波電勢和1000次循環的長期穩定性。該催化劑是貴金屬催化劑的潛在替代品。

圖1.材料形態和元素分布。（a）大孔Cu-g/C3N4納米纖維的表面圖像。（b）TEM圖像顯示MCNFs由納米棒組成。（c-d）納米棒的高分辨率TEM圖像，其中對Cu-NPs和g/C3N4納米片進行了表征。（e）單根Cu-g/C3N4納米纖維的EDS映射。

圖2.材料表征。（a）大孔納米纖維的N2吸附-解吸等溫線。（b）Cu-g/C3N4納米纖維的TG分析，其中Cu和氧化物的含量約為30.7％。（c）Cu-g/C3N4和C-g/C3N4納米纖維的XRD圖譜。（d）Cu-g/C3N4納米纖維（e）N 1s 的FTIR光譜和（f）Cu 2p XPS光譜。

圖3.ORR電催化活性的測定。（a）Pt/C、C-g/C3N4納米纖維和Cu-g/C3N4納米纖維電極在O2飽和的0.1M KOH中的CV曲線，掃描速率為50mV/s。（b）三個電極的LSV曲線。（c）Pt/C、C-g/C3N4和Cu-g/C3N4電極的Tafel圖。（d）Cu-g/C3N4電極在不同轉速下的LSV曲線。插圖是不同電勢下的K-L圖。