钴盐阴离子基团对Co-N-C催化剂电催化活性的影响

夏艺萌¹，吴帅¹，谭丰¹，李卫¹，魏清茂¹，闵春刚²，杨喜昆^1,2

1. 昆明理工大学材料科学与工程学院2. 昆明理工大学分析测试研究中心

摘 要：采用化学氧化法在苯胺聚合过程中分别加入钴（Co）为Co2+而阴离子基团为（C2H3O2）22-、Cl22-、（NO3）22-、SO42-及C2O42-的乙酸钴、氯化钴、硝酸钴、硫酸钴、草酸钴等钴盐,合成出不同聚苯胺-钴（PANI-Co）配位聚合物。然后将PANI-Co聚合物作为前驱体在N2气氛中900℃热处理,制备出氮掺杂的Co-N-C碳基催化剂。采用SEM、XRD、XPS、Raman等手段分析Co-N-C催化剂的形貌、结构、化学组成及化学价态,并采用电化学方法测试了Co-N-C催化剂的电催化活性。结果表明,Co盐的阴离子基团对Co-N-C催化剂的形貌影响不大,但对Co-N-C催化剂中表面化学组成及含量、碳结构、石墨化程度以及Co的价态影响较大,并且Co盐的阴离子基团会影响Co-N-C催化剂的电催化活性,其氧还原（ORR）活性按照（C2H3O2）22->Cl22->（NO3）22->SO42->C2O42-顺序降低。含（C2H3O2）22-和Cl22-阴离子的钴盐制备的Co-N-C催化剂具有较高的ORR活性,这可能源于其较高含量的石墨氮和吡啶氮。

关键词：Co-N-C催化剂;聚苯胺;钴盐;阴离子基团;电催化活性;