文献类型：期刊文章

作　　者：郁宗华[1] 詹晓宁[1] 金昱丞[1] 刘文苹[1] 刘文博[1] 姜蓉[1] 齐冬冬[1] 王康[1] 姜建壮[1]

Zonghua Yu;Xiaoning Zhan;Yucheng Jin;Wenping Liu;Wenbo Liu;Rong Jiang;Dongdong Qi;Kang Wang;Jianzhuang Jiang(Beijing Key Laboratory for Science and Application of Functional Molecular and Crystalline Materials,School of Chemistry and Biological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China)

机构地区：[1]北京科技大学化学与生物工程学院,功能分子与晶态材料科学与应用北京市重点实验室,北京100083

出　　处：《中国科学：化学》

基　　金：国家自然科学基金(编号:21631003,21671017,21871024)资助项目。

年　　份：2022

卷　　号：52

期　　号：8

起止页码：1400-1407

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、JST、RCCSE、SCOPUS、ZGKJHX、核心刊

摘　　要：酞菁铁(FePc)是一种很有应用潜力的氧还原反应(ORR)非贵金属催化剂.FePc基催化材料的ORR活性通常在碱性条件下远远好于在酸性条件下的性能,但这种pH对其ORR活性影响的机理还不清楚.本文制备了全氟酞菁铁(FePcF_(16))与多壁碳纳米管(MWCNT)的复合材料FePcF_(16)/MWCNT,并在pH 1、4、7、10和13的电解液中评估了它的ORR活性.其中,在pH 13条件下,FePcF_(16)/MWCNT表现出优异的ORR性能,起始电位(E_(onset))和半波电位(E_(1/2))分别为1.011 V vs.RHE和0.875 V vs.RHE;随着pH的减小,ORR性能显著降低,pH 1时,E_(onset)和E_(1/2)分别降低为0.280 Vvs.RHE和0.185 V vs.RHE,表明FePcF_(16)/MWCNT的电化学活性在不同pH条件下具有显著差异.吸收光谱滴定实验和密度泛函理论计算证明FePcF_(16)在不同的pH条件下具有不同的电子结构,从而造成其ORR活性的pH依赖性.这项工作有利于提升对FePc基催化材料ORR电催化性能的认识,并为进一步设计相应的高性能催化材料提供了理论和实验基础.

关 键 词：酞菁铁 多壁碳纳米管 pH依赖性  氧还原反应 催化机理  

分 类 号：O643.36]