热处理碳纸的氧化过程及其对钒离子的电催化

在空气气氛下对碳纸进行热处理,用扫描电镜、拉曼光谱、红外光谱、循环伏安、电池充放电实验研究了热处理碳纸的表面状态及其对钒离子的电催化活性。实验结果表明,适当温度下对碳纸的热处理,能改善碳纸上碳纤维的表面状态,增加其表面含氧活性官能团的含量。经过500℃处理后的碳纸表面的含氧官能团数量最多。碳纸电极上这些含氧官能团特别是-OH的含量的提高,能加快钒电对电荷传递反应的发生,从而改善对VO2+/VO2+和V(Ⅱ)/V(Ⅲ)电对的催化性能。碳纸经500℃处理后,其电池在10 mA/cm2的充放电条件下,电压效率可达83.6%,库仑效率能达到到77.9%。

Oxidation process of carbon paper by heat-treatment and its electrocatalytic activity toward vanadium ions