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J-GLOBAL ID：201702223352866250   整理番号：17A0157945

窒素含有前駆体は,酸素含有炭素材料とその酸素還元電極触媒性能に及ぼす影響を有する。【JST・京大機械翻訳】

Nitrogen-doped ordered mesoporous carbon: Effect of carbon precursor on oxygen reduction reactions

著者 (6件)： Li Xiaohua (School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology) ,  Wan Kai (School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology) ,  Liu Quanbing (School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology) ,  Piao Jinhua (School of Food Science and Engineering, South China University of Technology) ,  Zheng Yuying (School of Chemical Engineering and Light Industry, Guangdong University of Technology) ,  Liang Zhenxing (School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology)
資料名： Cuihua Xuebao  (Cuihua Xuebao)
巻： 37  号： 9  ページ： 1562-1568  発行年： 2016年 
JST資料番号： B0927B  ISSN： 0253-9837  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 中国 (CHN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 燃料電池における貴金属白金の大量使用はその発展を阻害する重要な要素であり、効率的な安価な電気触媒を探索する必要がある。現在の非貴金属触媒の研究において,Dan雑炭材料は酸素還元のための最も良い触媒活性と最も安価な触媒であり,PT触媒の代わりに最も有望な触媒であると考えられている。アザ材料は非常に高い比表面積と規則的な孔構造を有するため、活性部位の密集な組み立てと反応物質の高速転送を実現でき、研究者の注目を集めている。本論文では,窒素前駆体としてアニリン,ピロールおよびフェナントロリンを用い,メソ多孔性分子ふるいSBA-15を鋳型として用いて,高表面積を有するメソ多孔性メソ多孔性材料を調製し,窒素含有前駆体の影響を研究した。窒素吸着-脱着等温線,透過型電子顕微鏡(TEM),X線回折(XRD),X線光電子分光法(XPS)を用いて,アザの構造と構造を研究した。サイクリックボルタンメトリー(CV)と線形掃引ボルタンメトリー(LSV)を用いて,電気化学的挙動と酸素還元反応の分極特性を研究した。窒素吸着-脱着等温線の結果によると、三種類の異なる窒素含有前駆体を用いて調製したDan雑炭材料はいずれもIV型等温線及びH_4型ヒステリシスループに対応し、調製したDan雑炭材料はメソポーラス構造を有することが分かった。TEMにより、Dan雑炭材料がSBA-15テンプレートの孔構造をうまく反転させることができることが明らかになった。同時に,窒素含有前駆体の比表面積と細孔構造は,窒素含有量によって大きく影響されることがわかった。C-PY-900およびC-PHEN-900の比表面積は,それぞれ,765および746M2/Gであった。アニリンを前駆体として調製した炭素材料C-PA-900の比表面積は比較的小さく(569M2/G)であった。3種類の炭素材料の平均孔サイズはC-PHEN-900(3.7NM)<C-PY-900(5.0NM)<C-PA-900(5.9NM)であり、これは異なる窒素含有前駆体が高温焼成過程中に熱分解挙動が異なることによるものである。XRDの結果は,窒素含有前駆体が非晶質炭素の結晶相にほとんど影響しないことを示した。XPSの結果によると,アニリン,ピロール及び林菲LuoLinを前駆体として使用したDan雑炭の窒素含有量は,それぞれ3.13AT%,3.32AT%及び3.33AT%であり,同じ熱分解条件下での窒素含有量は前駆体の影響を受けないことを示した。しかし,異なる配位環境における窒素含有量と窒素原子の含有量には大きな差異があり,それらの相対的含有量はそれぞれ15.60%,19.87%と23.04%.%であった。電気化学的試験の結果,3種の酸素還元材料の酸素還元反応の電気触媒活性はC-PA-900<C-PY-900<C-PHEN-900であり,H_2O_2収率は30%以下であり,酸素還元反応は4電子移動経路を経ることを示した。アルカリ性条件下で,C-PY-900とC-PHEN-900は,PT/C触媒より優れた酸素還元反応性を示した。以上のことから、窒素前駆体のタイプを変えることによって、Dan雑炭材料の比表面積、孔構造及びN1SとC1Sの化学状態を効果的に調整することができ、酸素還元反応の活性を制御できることが分かった。本論文では,高活性炭素担持還元触媒を調製するだけでなく,高活性炭素ベース触媒の調製のためのアイデアを提供した。Data from the ScienceChina, LCAS. Translated by JST【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 触媒活性 ,  熱分解 ,  サイクリックボルタンメトリー ,  表面積 ,  *窒素 ,  透過型電子顕微鏡 ,  比表面積 ,  活性炭 ,  X線回折 ,  電気化学的挙動 ,  X線光電子分光法 ,  窒素吸着 ,  メソポーラス ,  *酸素還元 ,  芳香族アミン ,  第一アミン

著者キーワード (6件)： Electrocatalysis ,  Fuel cell ,  Nitrogen-doped ordered mesoporous ,  carbon ,  Oxygen reduction reaction ,  Precursor

分類 (2件)： 燃料電池  (YB04040V) ,  電気化学反応  (CB07050F)

物質索引 (1件)： アニリン

タイトルに関連する用語 (6件)： 窒素 ,  前駆体 ,  酸素 ,  炭素材料 ,  酸素還元 ,  電極触媒