高氮含量多孔碳的制备、热处理及氧还原性能

采用快速高温碳化法成功制备了具有海绵结构、氮原子摩尔分数高达7.5%的氮掺杂多孔碳材料（N-PC），然后对其进行惰性氛围高温脱氮处理，获得氮原子摩尔分数为2.5%、起始电位-44 mV、半峰电位-134 mV、极限电流密度-4.5 mA·cm^-2的样品。分别用场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和Raman光谱对N-PC材料进行了表征。采用伏安法测定了材料在O₂饱和0.1 mol/L KOH电解液中的氧还原反应（ORR）性能。结果发现，高吡啶氮、吡咯氮摩尔分数的多孔碳材料不具备优异的氧还原性能，而脱氮后的多孔碳材料因有较多的结构缺陷，暴露出了更多的活性位点，表现出较好的电化学性能。N-PC具有与Pt/C催化剂相近的电催化性能，而且具有比Pt/C催化剂更高的耐甲醇能力和更好的稳定性。因此，N-PC可以作为铂催化剂在ORR领域的一个非常突出的替代选择。