Advanced Functional Materials :碳基材料缺陷与形态的双重演化

碳基非贵金属材料在电催化领域逐步得到广泛研究与应用,其性能、结构、制备工艺等各个方面都有了提高。就催化活性而言,碳基催化剂材料仍然存在局限性,有待提高。其关键在于增加催化剂表面活性位点和增加电子转移速率。通过改变材料形状、调整材料结构可以实现材料结构和缺陷的有效调控。出于简化实验方法和提高催化活性,一步可控实现两者的协同演变逐渐成为制备高效碳基非贵金属电催化剂的研究趋势。

鉴于此,郑州大学刘新红教授和胡俊华教授针对这一问题,成功制备出单原子负载的碳基材料,并实现了缺陷与形态的双重演化。通过调节Co, Zn金属的比例,制备一系列新型ZIF材料。在加入双氰胺的情况下,以不同比例Co/Zn的ZIF为前驱体,可控实现石墨化管和石墨片的演化。详细分析不同结构材料下的活性位点在两种结构下的协同作用。不仅如此,CoSAs-NGST作为锌空电池的阴极催化剂材料,表现出优异的活性,充放电电压降仅为0.93 V,优于商业的Pt/C+RuO2催化剂。相关工作发表在Advanced Functional Materials上,博士研究生班锦锦为论文第一作者。

论文信息:

Dual Evolution in Defect and Morphology of Single-Atom Dispersed Carbon Based Oxygen Electrocatalyst

Jinjin Ban, Xiaohan Wen, Hongjie Xu, Zhuo Wang, Xinhong Liu, Guoqin Cao, Guosheng Shao, Junhua Hu

Advanced Functional Materials

DOI: 10.1002/adfm.202010472