CoPt@CMK-3 的制备及电催化氧还原反应性能

唐文静

（浙江省碳材料技术研究重点实验室，温州大学化学与材料工程学院，浙江 温州 325027）

氧还原反应(ORR)是燃料电池等能量储存和转换装置中一个重要的电化学过程[1-2]，但其缓慢的动力学过程极大地限制了燃料电池的能量输出[3-5]。铂(Pt)是ORR 反应的基准电催化剂，展现出优异的催化活性。然而，Pt 基电催化剂存在成本高、抗毒化能力差等问题，严重阻碍了燃料电池的大规模商业化[6]。因此，使用过渡金属对Pt 进行合金化[7-11]，已经成为改进燃料电池技术的重要突破点，一方面可以降低成本，另一方面能实现更高的电化学活性和更佳的抗毒化能力。

本文以介孔碳为碳基体，采用高温退火，简单高效地合成了多孔碳包覆CoPt 有序合金的碳催化剂材料，并研究了材料的电催化氧还原反应的性能。

1 实验部分

1.1 实验流程

首先制备有序介孔二氧化硅模板(SBA-15)，然后采用硬模板法，通过纳米灌注、高温热解、HF 浸泡除模板等流程，获得有序介孔碳CMK-3 前驱体，最后，将可溶性Co(NO)3·6H2O 和H2PtCl6浸渍到CMK-3 中，在60℃下烘干，在管式炉中采用550℃保温3h、650℃保温6h 的方式分段高温退火，得到介孔碳包覆的钴铂金属间化合物碳材料催化剂。

1.2 CoPt@CMK-3 的制备

利用搅拌浸渍的方法，将Co(NO)3·6H2O 和H2PtCl6浸渍到CMK-3 的孔道之中，然后再经高温退火，得到介孔碳包覆CoPt 金属间化合物的碳催化剂材料。

浸渍过程：将CMK-3 超声分散于3mL 的H2O中，然后加入Co(NO)3·6H2O 和H2PtCl6·6H2O，使二者混合分散均匀，室温搅拌12h 后，放到鼓风干燥箱中，在60℃下烘干。

高温退火：将烘干的样品进行分段升温处理，以氩气为保护气氛，氢气为还原气氛，150℃保温2h，350℃保温3h，结束后自然冷却至室温，再次升温至650℃，保温6h。……