編號：CPJS05276
篇名：鐵氮摻雜碳納米管/纖維復合物制備及其催化氧還原的效果
作者：楊婷婷[1] ;朱能武[1,2] ;蘆昱[1] ;吳平霄[1,2]
關鍵詞：微生物燃料電池 陰極催化劑 鐵氮摻雜碳納米管/纖維復合物 氧還原反應 低成本 擴大化
機構： [1]華南理工大學環(huán)境與能源學院,廣州510006; [2]工業(yè)聚集區(qū)污染控制與生態(tài)修復教育部重點實驗室,廣州510006
摘要： 陰極催化劑是影響微生物燃料電池（microbial fuel cell,MFC）性能的關鍵因素.通過研究制備成本低廉、氧還原反應（ORR）催化活性高的陰極催化劑來替代Pt/C對于實現(xiàn)MFC規(guī)�；瘧镁哂兄卮笠饬x.研究采用化學氣相沉淀法,以三聚氰胺作為碳氮前驅物、以黑珍珠2000或乙炔炭黑作為碳源,外加醋酸亞鐵作為鐵前驅物,合成了兩種鐵氮摻雜碳納米管/纖維復合物（FeNCB和FeNCC）,作為MFC的陰極催化劑.通過循環(huán)伏安法和旋轉圓盤-環(huán)電極分析FeNCB、FeNCC和Pt/C的ORR催化活性的差異,并用MFC驗證其差異.結果表明,FeNCB性能與Pt/C相當,優(yōu)于FeNCC,其催化路徑是通過4電子途徑催化氧還原反應;MFC-FeNCB性能略優(yōu)于MFC-Pt/C,顯著優(yōu)于MFC-FeNCB有助于MFC的擴大化,其最大功率密度為1 212.8mW·m^-2,開路電壓為0.875 V,電池穩(wěn)定電壓為（0.500±0.025）V.用X射線衍射、X射線光電子光譜、拉曼光譜等進一步分析顯示,復合物中碳納米管管徑的大小、鐵氮摻雜的類型和含量以及氧含量是引起制備的復合物催化氧還原性能差異的原因所在.
