一种用于判断金属-氮-碳催化剂氧还原反应活性的实验描述符制造技术

本发明专利技术公开一种用于判断金属‑氮‑碳催化剂氧还原反应活性的实验描述符，所述实验描述符为C 1s中石墨碳的半峰宽的变化率ΔD，C 1s FWHM的变化率ΔD＝(FWHMM‑N‑CC1s‑FWHMCC1s)/FWHMCC1s，其中，FWHMM‑N‑CC1s表示金属‑氮‑碳催化剂中石墨碳的FWHM，FWHMCC1s表示碳载体中石墨碳的FWHM，所有FWHM均由X射线光电子能谱(XPS)中反卷积的C1s谱中的石墨碳得到。本发明专利技术公开的一种用于判断金属‑氮‑碳催化剂氧还原反应活性的实验描述符，使用X射线光电子能谱测得石墨碳的FWHM，经简单计算，得出石墨碳FWHM的变化率ΔD，表示碳的无序度，从而有助于快速详尽地理解催化剂的构效关系，从而指导高效催化剂的理性设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于非贵金属催化剂，具体涉及一种用于判断金属-氮-碳催化剂氧还原反应活性的实验描述符。

技术介绍

1、质子交换膜燃料电池(pemfc)已被指定为最有前途的可再生能源储存与转换装置之一。由于用于pemfc阴极的贵金属氧还原反应(orr)催化剂中铂储量低、成本高昂，极大地阻碍了pemfc的大规模商业化。目前，过渡金属、氮掺杂的碳材料(m-n-c)展现了优异的氧还原催化性能，被视为最有潜力的铂催化剂的替代者。因此，开发成本低廉、高性能的过渡金属-氮-碳催化剂对于pemfc的大规模应用至关重要。许多研究小组通过热解大环mnx配合物或金属盐、含n有机分子、炭黑等的混合物来制备热解型m-n-c催化剂。目前，虽然一些m-n-c催化剂，如fe-n-c在旋转圆盘电极上表现出高活性，但绝大多数催化剂缺乏用于燃料电池所需的长期稳定性。

2、由于m-n-c催化剂的结构复杂，影响m-n-c的orr活性的因素多样，如何找到准确描述其orr活性的描述符是一大难题。目前所开发的描述符的工作大都集中在金属中心上，建立orr动力学速率与其他参数(包括d带中心、金属位点的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于判断金属-氮-碳催化剂氧还原反应活性的实验描述符，其特征在于：所述实验描述符为C1s中石墨碳的半峰宽(FWHM)的变化率ΔD，C 1s FWHM的变化率ΔD＝(FWHMM-N-CC1s-FWHMCC1s)/FWHMCC1s，其中，FWHMM-N-CC1s表示金属-氮-碳催化剂中石墨碳的FWHM，FWHMCC1s表示碳载体中石墨碳的FWHM，所有FWHM均由X射线光电子能谱(XPS)中反卷积的C1s谱中的石墨碳得到。

2.根据权利要求1所述一种用于判断金属-氮-碳催化剂氧还原反应活性的实验描述符，其特征在于：金属-氮-碳催化剂的氧还原反应活性与石墨碳FWHM的变化率...

【技术特征摘要】

1.一种用于判断金属-氮-碳催化剂氧还原反应活性的实验描述符，其特征在于：所述实验描述符为c1s中石墨碳的半峰宽(fwhm)的变化率δd，c 1s fwhm的变化率δd＝(fwhmm-n-cc1s-fwhmcc1s)/fwhmcc1s，其中，fwhmm-n-cc1s表示金属-氮-碳催化剂中石墨碳的fwhm...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢帮安，陈妙迎，张佳楠，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：