這里，首先通過溶膠-凝膠過程獲得單分散的SiO2@間苯二酚樹脂微球，經(jīng)HF刻蝕處理獲得中空的碗狀結(jié)構(gòu)，然后將該碗狀結(jié)構(gòu)與醋酸鈷混合，對(duì)其進(jìn)行加熱處理最終制備得鈷修飾的氮摻雜碳碗（Co@NCB）納米結(jié)構(gòu)。其中，鈷在Co@NCB中以Co納米顆粒和CoN4種類兩種形式存在。經(jīng)測(cè)試研究表明，Co@NCB復(fù)合物的氧還原性能優(yōu)于商用Pt/C，其半波電位和穩(wěn)定性都均得以提升。當(dāng)Co@NCB用于鋅空電池時(shí)，實(shí)現(xiàn)了高的開路電壓，出色的功率密度以及良好的穩(wěn)定性。
Figure 1.合成制備Co@NCB的示意圖。
Figure 2. Co@NCB的（a）SEM圖，（b）TEM圖，（c）HRTEM圖，（d）EDX對(duì)應(yīng)的元素分布圖，（e）球差-校正的STEM圖。
Figure 3. (a)XPS總譜，（b）高分辨N 1s XPS譜，（c）高分辨Co 2p XPS譜，（d）N2吸脫附等溫曲線及相應(yīng)的BJH孔徑尺寸分布情況。
Figure 4. Co@NCB, CB, NCB, Co@NCB-AT, Co@CB和商業(yè)Pt/C (20 wt%)在氧氣飽和的0.1 M KOH電解液中的ORR性能表征。(a）固定掃速下的CV曲線， (b)固定掃速及轉(zhuǎn)速下的LSV曲線，（c）在加入甲醇時(shí)，Co@NCB 和Pt/C催化劑的計(jì)時(shí)電流響應(yīng)曲線，（d）長(zhǎng)時(shí)間計(jì)時(shí)電流響應(yīng)曲線。
Figure 5. Co@NCB 和Pt/C在鋅空電池中的性能測(cè)試。（a）放電極化曲線及對(duì)應(yīng)的功率密度，（b）分別在10和200 mA cm-2電流密度時(shí)的恒電流放電曲線。
該研究工作由武漢理工大學(xué)的麥立強(qiáng)課題組于2020年發(fā)表在Chem.Commun.期刊上。原文：Cobalt decorated nitrogen-doped carbon bowls as efficient electrocatalysts for the oxygen reduction reaction
