铁前驱体对FeN/ZIF-8催化剂氧还原活性的影响

近年来, ZIF-8因具有比表面积大、孔道结构规则等优点而被用作氧还原催化剂载体。以ZIF-8为载体, 1, 10-菲啰啉为氮源, 分别以FeSO4·7H2O, FeAc, FeCl3·6H2O和FeC10H10为铁前驱体制备阴极氧还原催化剂, 考察不同铁前驱体对FeN/ZIF-8催化剂结构及性能的影响。使用X射线衍射、比表面积和孔径分布测试、透射电子显微镜、热重分析等方法对催化剂的结构、形貌及催化剂前驱体的热性质等进行表征, 使用线性扫描伏安法对催化剂的氧还原活性进行测试。结果表明: 以FeSO4·7H2O为铁前驱体制备的催化剂, 其起始电位约为0.93 V, 氧还原反应为4电子过程, 具有更好的氧还原催化活性; 其在制备过程中形成的适中的比表面积及孔径大小, 较好的晶型结构及较均匀的颗粒分散情况, 且X射线衍射结果表明催化剂中存在少量的Fe3C, 这是其具有较好的氧还原催化活性的可能原因。