Архив статей журнала
С использованием высокотемпературного синтеза получены биметаллические катализаторы реакции восстановления кислорода (ORR) на основе многостенных углеродных нанотрубок, допированных фталоцианинами кобальта, меди и никеля, и модифицированных серебром (MWCNT_CoPc_Ag, MWCNT_CuPc_Ag и WMCNT_NiPc_Ag). Синтез был проведен при 9000C в атмосфере азота. Для определения физико-химических свойств синтезированных катализаторов были использованы методы сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, Рамановской спектроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и порошковой рентгеновской дифракции. Было изучено влияние высокотемпературного синтеза на текстурные и морфологические свойства материалов. Было показано, что физико-химические параметры материалов в значительной степени зависят от природы металла в составе исходного фталоцианина. Электрокаталитическая активность материалов была исследована методом линейной вольтамперометрии в трёхэлектродной ячейке с вращающимся дисковым электродом и оксидно-ртутным электродом сравнения. Катализатор MWCNT_CoPc_Ag показал высокую электрокаталитическую активность в реакции восстановления кислорода, сравнимую с активностью коммерческого платинового катализатора, а также высокую коррозионную устойчивость.
В работе в высокотемпературном режиме при 1000 0С в инертной атмосфере были синтезированы, би- и триметаллические катализаторы электрохимического восстановления кислорода на основе многостенных углеродных нанотрубок и фталоцианинов металлов: MWCNT_CoPc_NiPc, MWCNT_CuPc_NiPc, MWCNT_CoPc_CuPc и MWCNT_CoPc_CuPc_Pd. Полученные материалы были охарактеризованы методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, а также Рамановской спектроскопии. Были исследованы изменения текстурных характеристик и морфологии при высокотемпературном синтезе электрокатализаторов. Показано, что природа металла в значительной степени изменяет физико-химические характеристики электрокатализаторов, синтезированных на основе углеродных нанотрубок. Был проведен также электрохимический эксперимент в режиме линейной вольтамперометрии с применением трехэлектродной ячейки с дисковым вращающимся электродом. Были рассчитаны основные характеристики процесса электровосстновления кислорода из щелочного электролита, такие как: предельный диффузионный ток, потенциал полуволны и начальный потенциал реакции. Катализатор MWCNT_CoPc_CuPc_Pd показал наибольшую активность в реакции электрохимического восстановления кислорода в щелочной среде, приближающуюся по эффективности к коммерческим платиновым катализаторам, а также высокую коррозионную устойчивость, продемонстрировав снижение активности после 1000 циклов менее 7%.