石墨烯調製的靜電紡絲法合成三維海綿狀納米纖維Fe-NC催化劑

這裡通過石墨烯調製的靜電紡絲方法，構造了三維（3D）海綿狀納米纖維結構Fe-NC催化劑。其中以Fe(NO3)3·9H2O為金屬源，PVP為聚合物電解質，DMF為有機溶劑，引入石墨烯來增加前驅物溶液的導電性。所獲得的催化劑的框架被重建成碳納米管，中孔和大孔，並且大多數Fe3C在碳化過程中轉化為Fe2N。這裡所製備的3D SNS Fe–NC催化劑顯示出很好的ORR催化性質（均優於商業Pt /

C）和耐甲醇性。如此的高活性揭示了靜電紡絲法製備的3D海綿狀納米纖維在能源儲存和催化劑製備領域中有著廣乏的應用前景。

Figure 1. 靜電紡絲製備的3D SNS催化劑在加熱過程中發生框架重建和催化組分轉換的示意圖。

Figure 2.（a-b）Fe–NC800在碳化後的SEM圖以及橫截面SEM圖，（c-d）Fe–NC800在更大放大倍數下的SEM圖，（e-f）Fe–NC800的TEM圖和HRTEM圖。

Figure 3. （a）N2吸脫附等溫曲線，表明了孔徑大小情況，（b）XRD圖比較，在不同溫度煅燒後，有多種不同的物相產生。

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Figure 4. （a）穩態ORR極化曲線，（b）極限電流密度和（c）Tafel斜率曲線，（d）不同樣品（Fe–NC700，Fe–NC800，Fe–NC900，20wt%Pt/C）在不同電壓下的電子轉移數比較。

該研究工作由大連交通大學Hong Zhao課題組於2020年發表在Chem. Commun.期刊上。原文：3D spongy nanofiber structure Fe–NC catalysts built by a graphene regulated electrospinning method。

來源：公眾號石墨烯雜誌