《表2 不同催化剂氧还原活性对比》

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《有序介孔氮掺杂碳负载三氧化二铁的制备及其催化氧还原性能》

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图8a为在通入饱和氧气的0.1 mol·L-1KOH溶液中的CV曲线。从图中可以明显看见氧气的还原峰。NC的氧还原电势在-0.256 V（vs Ag/Ag Cl）。Fe2O3@NC催化剂的氧还原电势为-0.138 V，小于Pt/C的-0.140 V。这一结果表明，Fe2O3@NC催化剂在催化氧还原反应过程中展现出更高的活性。图8b为在饱和氧气的0.1 mol·L-1KOH溶液中，1 600 r·min-1时的LSV曲线。图中的分析结果如表2所示。NC催化剂的起始电势和半波电势分别为-0.12和-0.22 V。Fe2O3@NC催化剂的起始电势和半波电势分别为-0.01和-0.13 V。Fe2O3@NC催化剂的起始电势和半波电势有明显的降低且和商用Pt/C的数值相当，也小于前期发表的相关文献报道的数据（表2）。此外，在-0.8 V时，Fe2O3@NC催化剂的极限电流为-5.79 m A·cm-2，明显高于商用Pt/C的值（-5.19m A·cm-2）。这些结果说明Fe2O3@NC催化剂的活性可以与Pt相当而明显高于NC。从图3及XPS的结果分析可知，Fe2O3@NC催化剂的比表面积及总氮含量均小于NC，表征结果还显示铁的存在提升了材料石墨化程度（图6）及导电性（图7）。这表明在氧还原反应过程中，氧化铁的存在起着极其重要的作用。前人报道的结果[12-14]也说明将铁氧化物引入到氮掺杂碳材料中能明显提升电催化氧还原的性能。这归因于铁氧化物与其接触的氮掺杂碳层之间的协同作用，此作用有效降低了氧气吸附及活化的能垒，进而增加氧还原的性能。