纳米四氧化三钴催化剂的制备及其电催化性能

来源：化学通报杂志2024年第5期北京时间：

作者：杜瑞成,王小玉,李燕

摘要：四氧化三钴（Co3O4）作为一种重要的电极催化材料，具有催化活性高，价格低廉等特点，可有效解决过度依赖储量少，成本高的Pt系贵金属催化剂等问题。实验采用化学沉淀法结合热分解法，以Co(NO3)2·6H2O为钴源,沉淀剂为NH4HCO3，聚乙二醇（PEG）为表面活性剂，在45℃条件下反应，分别选择室温和水热环境陈化处理，洗涤干燥后，350 ℃的马弗炉里煅烧3 h，通过调控陈化场所和时间可制备出块状、球状及杆状的Co3O4,其中球状的最小粒径达8.54 nm，然后把制备出均相高纯度的Co3O4作为直接甲醇燃料电池阴极催化剂来测试电催化活性，结果显示Co3O4具有良好的电催化性能，在1 mol/L的KOH的氧化还原峰的电位1.34 V,比商用Pt/C(20 wt%)的高0.05 V。在氧气饱和的1 mol/L的KOH电介质溶液中加入20000 ppm的无水甲醇，250s后两种材料的电流密度衰减为0.0051 mA/cm2与0.0136 mA/cm2，半波电位分别为1.025 V和1.113 V，虽然Co3O4的催化活性不及Pt/C(20 wt%)材料，但对甲醇的耐受性及稳定性要优于商用Pt/C(20 wt%)材料。

关键词：四氧化三钴,电催化活性,直接甲醇燃料电池,阴极催化剂,

基金资助：甘肃省教育厅教育科技创新科研项目(2022B-321)