合理设计高效的非贵金属氧氧化还原电催化材料是当前锌-空气二次电池发展的重要障碍。
近日，河南大学白正宇教授报道了将层状排列的纳米管与双金属Fe/Co、SA和Np复合中心相结合，开发了一种高效的双功能电催化剂。
文章要点
1）研究人员首先对苯并咪唑和醋酸锌前驱体进行真空辅助热处理，所获得的异构沸石咪唑盐框架(ZIF-7)纳米晶体的形态和结构是完全有序的。然后，将铁(II)酞菁(FePc)和钴(II)酞菁(FePc)吸附到ZIF-7-NTS上，得到FePc/CoPc@ZIF-7-NRS。最后，经过热解和后处理，成功地将大量定制的Fe/Co双金属SA位点和合金纳米颗粒复合材料引入到N掺杂的多孔NTS载体中，得到了SA&NPFeCo-NTS目标催化剂。
2）由于多个活性中心的协同作用，制得的催化剂具有较好的ORR/OER活性和稳定性。此外，三维多孔球状骨架促进了Fe/CoN4中心的可及性，加速了传质，从而进一步提高了反应动力学。实验结果显示，用该催化剂组装的可充电锌空气电池具有良好的功率密度、比容量和优异的循环稳定性。
这项工作为通过提高活性和传质性能来合理设计先进的双功能电催化剂提供了依据。
参考文献
Qing Zhang, et al, Hierarchical Architecture of Well-Aligned Nanotubes Supported Bimetallic Catalysis for Efficient Oxygen Redox, Adv. Funct. Mater. 2022
DOI: 10.1002/adfm.202112805
https://doi.org/10.1002/adfm.202112805
