Polyaniline nanosheet derived B/N co-doped carbon nanosheets as efficient metal-free catalysts for oxygen reduction reaction
Polyaniline nanosheet derived B/N co-doped carbon nanosheets as efficient metal-free catalysts for oxygen reduction reaction
复制标题
聚苯胺纳米片衍生的B/N共掺杂碳纳米片作为氧还原反应的高效无金属催化剂
DOI：
10.1039/c4ta00814f
复制
发表时间：
2014-05
影响因子：
11.9
通讯作者：
Xinliang Feng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiaodong Zhuang;Yuezeng Su;Fan Zhang;Xinliang Feng
成功制备了一种新型的B/N共掺杂多孔碳纳米片，其杂原子掺杂量较高。以氨基功能化氧化石墨烯（GO）为模板，苯胺、3-氨基苯硼酸和间苯二胺氧化聚合，制备了GO基硼酸功能化聚苯胺纳米片（GO-CBP）。高温处理后，得到了石墨烯基B/N共掺杂碳纳米片（G-CBP），其具有典型的二维形貌，厚度约为20 nm。在1000 °C下CO2活化后，所获得的多孔碳纳米片（G-CBP-a）具有约17 nm的厚度和363 m2 g-1的高比表面积。受益于其高表面积、独特的2D片状纳米结构和高杂原子掺杂含量（5.4%B B和5.3%N），G-CBP-a在碱性条件下对氧还原反应表现出优异的电化学性能（0.1 M KOH），具有低半波电位（G-CBP-a为−0.27 V，Pt/C为−0.18 V），主要的四电子转移机制（在−0.45 V时n = 3.78），出色的甲醇耐受性和耐久性（运行20 000 s后电流降低10% ），以及高扩散限制电流密度（JL = −4.5 mA cm−2）。
A novel B/N co-doped porous carbon nanosheet with a high heteroatom doping content has been successfully prepared. Using amino-functionalized graphene oxide (GO) as the template, oxidation polymerization of aniline, 3-aminophenylboronic acid, and m-phenylenediamine generates GO-based polyaniline nanosheets functionalized with boronic acid (GO-CBP). After high-temperature treatment, graphene-based B/N co-doped carbon nanosheets (G-CBP) are obtained, which show a typical 2D morphology with a thickness of ∼20 nm. After CO2 activation at 1000 °C, the obtained porous carbon nanosheets (G-CBP-a) have a thickness of ∼17 nm and a high specific surface area of 363 m2 g−1. Benefiting from its high surface area, unique 2D sheet nanostructure, and high heteroatom-doping contents (5.4% B and 5.3% N), G-CBP-a exhibits excellent electrochemical performance for the oxygen reduction reaction under alkaline conditions (0.1 M KOH), with a low half-wave potential (−0.27 V for G-CBP-a versus −0.18 V for Pt/C), a dominant four-electron transfer mechanism (n = 3.78 at −0.45 V), and excellent methanol tolerance and durability (10% current decrease after 20 000 s operation), as well as a high diffusion-limiting current density (JL = −4.5 mA cm−2).
登录
查看更多内容
多功能、超轻、掺氮石墨烯框架
影响因子：
16.6
作者：
Zhao, Yang;Hu, Chuangang;Qu, Liangti
通讯作者：
Qu, Liangti
影响因子：
16.6
作者：
Wei, Wei;Liang, Haiwei;Muellen, Klaus
通讯作者：
Muellen, Klaus
氮掺杂胶体石墨烯量子点及其尺寸依赖性的氧还原反应电催化活性
影响因子：
15
作者：
Li, Qiqi;Zhang, Sheng;Li, Liang-shi
通讯作者：
Li, Liang-shi
影响因子：
--
作者：
Xiaodong Zhuang;Fan Zhang;Dongqing Wu;Nina Forler;Haiwei Liang;M. Wagner;D. Gehrig;M. Hansen
通讯作者：
Xiaodong Zhuang;Fan Zhang;Dongqing Wu;Nina Forler;Haiwei Liang;M. Wagner;D. Gehrig;M. Hansen
影响因子：
29.4
作者：
C. Schmitz;M. Thelakkat;H. Schmidt
通讯作者：
C. Schmitz;M. Thelakkat;H. Schmidt