制備穩(wěn)定且低成本的高活性雙功能電催化劑同時用于析氧反應(yīng)（OER）和氧還原反應(yīng)（ORR）對再生燃料電池和金屬-空氣電池至關(guān)重要，但仍存在較大挑戰(zhàn)。這里，首次報道了一個簡單的KCl-輔助熱解策略，以ZIF-67為前驅(qū)體制備得Co納米顆粒嵌入N摻雜碳納米管中空多面體（NCNHP）雜化結(jié)構(gòu)。 引入KCl促進了ZIF-67的分解和碳納米管（CNTs）的原位形成。最佳的樣品NCNHP-1-500（有CNT組裝的分級結(jié)構(gòu)和豐富的Co-Nx活性位點）表現(xiàn)出優(yōu)異的OER活性，電流密度為10 mA cm-2時，僅需過電位310 mV。 NCNHP-1-500還表現(xiàn)出較好的ORR活性，半波電位達0.828 V vs. RHE，該性能可與商業(yè)Pt/C（20wt％Pt）相媲美，此外還顯示出優(yōu)異的甲醇耐受性和穩(wěn)定性。 所提出的KCl-輔助熱解策略可能為構(gòu)建高效的新型雙功能OER和ORR雜化電催化劑提高新思路。
Figure 1. 合成NCNHP-
r-T的原理示意圖。
Figure 2. NCNHP-1-500樣品的表征。（a）SEM圖，（b）TEM圖，（c）CNTs的放大倍數(shù)TEM圖，（d）CNTs的HRTEM圖，（e）Co納米顆粒封裝在CNTs頂端的HRTEM圖，（f）HAADF-STEM和EDS圖。
Figure 3. NCNHP-1-500的高分辨率XPS譜：（a）Co 2p，（b）C 1s，（c）N 1s和（d）不同催化劑中吡啶型N，吡咯型N，石墨N，和Co-Nx的原子含量比較。
Figure 4.（a）測試OER的LSV曲線，（b）Tafel斜率，（c）電化學(xué)活性表面積，（d）循環(huán)1000圈CV前后的LSV曲線比較，電解液為1 M KOH，圖（d）中的插圖為固定電壓下的i-t曲線。
Figure 5. （a）測試ORR的LSV曲線，（b）半波電位和極限擴散電流比較，（c）NCNHP-1-500和商業(yè)Pt/C的i-t曲線，插圖為加入10 mL甲醇時的計時電流響應(yīng)，測試時轉(zhuǎn)速為1600 rpm，（d）NCNHP-1-500和商業(yè)Pt/C的H2O2產(chǎn)率和電子轉(zhuǎn)移數(shù)目。
該研究工作由華南理工大學(xué)的李映偉課題組于2019年發(fā)表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文：A KCl-assisted pyrolysis strategy to fabricate nitrogen-doped carbon nanotube hollow polyhedra for efficient bifunctional oxygen electrocatalysts（DOI: 10.1039/c9ta07481c）
