CoPt@CMK-3 的制備及電催化氧還原反應性能

唐文靜

（浙江省碳材料技術研究重點實驗室，溫州大學化學與材料工程學院，浙江 溫州 325027）

氧還原反應(ORR)是燃料電池等能量儲存和轉換裝置中一個重要的電化學過程[1-2]，但其緩慢的動力學過程極大地限制了燃料電池的能量輸出[3-5]。鉑(Pt)是ORR 反應的基準電催化劑，展現出優異的催化活性。然而，Pt 基電催化劑存在成本高、抗毒化能力差等問題，嚴重阻礙了燃料電池的大規模商業化[6]。因此，使用過渡金屬對Pt 進行合金化[7-11]，已經成為改進燃料電池技術的重要突破點，一方面可以降低成本，另一方面能實現更高的電化學活性和更佳的抗毒化能力。

本文以介孔碳為碳基體，采用高溫退火，簡單高效地合成了多孔碳包覆CoPt 有序合金的碳催化劑材料，并研究了材料的電催化氧還原反應的性能。

1 實驗部分

1.1 實驗流程

首先制備有序介孔二氧化硅模板(SBA-15)，然后采用硬模板法，通過納米灌注、高溫熱解、HF 浸泡除模板等流程，獲得有序介孔碳CMK-3 前驅體，最后，將可溶性Co(NO)3·6H2O 和H2PtCl6浸漬到CMK-3 中，在60℃下烘干，在管式爐中采用550℃保溫3h、650℃保溫6h 的方式分段高溫退火，得到介孔碳包覆的鈷鉑金屬間化合物碳材料催化劑。

1.2 CoPt@CMK-3 的制備

利用攪拌浸漬的方法，將Co(NO)3·6H2O 和H2PtCl6浸漬到CMK-3 的孔道之中，然后再經高溫退火，得到介孔碳包覆CoPt 金屬間化合物的碳催化劑材料。

浸漬過程：將CMK-3 超聲分散于3mL 的H2O中，然后加入Co(NO)3·6H2O 和H2PtCl6·6H2O，使二者混合分散均勻，室溫攪拌12h 后，放到鼓風干燥箱中，在60℃下烘干。

高溫退火：將烘干的樣品進行分段升溫處理，以氬氣為保護氣氛，氫氣為還原氣氛，150℃保溫2h，350℃保溫3h，結束后自然冷卻至室溫，再次升溫至650℃，保溫6h。……