多孔碳質(zhì)材料在氧還原電催化中的應(yīng)用

楊慧聰，梁　驥，王振興，安百鋼，李　峰

(1.中國(guó)科學(xué)院金屬研究所，遼寧 沈陽(yáng)110016；2.遼寧科技大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院,遼寧 鞍山114051)

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多孔碳質(zhì)材料在氧還原電催化中的應(yīng)用

楊慧聰1，梁驥1，王振興1，安百鋼2，李峰1

(1.中國(guó)科學(xué)院金屬研究所，遼寧 沈陽(yáng)110016；2.遼寧科技大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院,遼寧 鞍山114051)

氧氣的電化學(xué)還原(氧還原)反應(yīng)是多種能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化裝置中的關(guān)鍵電化學(xué)步驟，氧還原的難易程度決定了這些裝置綜合性能的好壞。氧還原反應(yīng)自身的動(dòng)力學(xué)過程緩慢，通常需要催化劑來(lái)提高反應(yīng)速率。碳質(zhì)材料在其中發(fā)揮著非常重要的作用，常見氧還原催化劑鉑、鈀等貴金屬及近期出現(xiàn)的多種非貴金屬，大多是負(fù)載于各種納米碳質(zhì)材料或直接利用摻雜納米碳質(zhì)材料作為催化劑，包括各種多孔炭或基于多孔炭的材料。因此，多孔碳質(zhì)材料的發(fā)展對(duì)于氧還原催化劑的研究與發(fā)展起到了促進(jìn)作用。本文從多孔碳質(zhì)材料制備手段出發(fā)，論述了多孔碳質(zhì)材料在氧還原反應(yīng)的作用，涵蓋了貴金屬催化劑載體到非(貴)金屬催化劑等方面的研究進(jìn)展。與此同時(shí)，對(duì)新型碳質(zhì)材料調(diào)控多孔結(jié)構(gòu)的方法加以闡述，并對(duì)未來(lái)新型多孔碳質(zhì)材料用于氧還原催化劑的前景和方向進(jìn)行了展望。

多孔碳；氧還原反應(yīng)；電催化；納米碳質(zhì)材料

1　氧的電化學(xué)還原反應(yīng)

氧氣的電化學(xué)還原(氧還原，Oxygen reduction reactions，ORRs)主要是指溶解于水性或有機(jī)溶劑中的氧氣分子，在外加電場(chǎng)的作用下，通過二電子過程或者四電子過程，由0價(jià)態(tài)被還原成-1或-2價(jià)態(tài)的過程。……