Page 49 - 《精细化工》2023年第1期

第 1 期 史大昕，等: 核壳结构纳米复合材料的制备及催化应用研究进展 ·41·

为模板通过化学气相沉积法制备了具有可调成分 PHCS），其独特的多孔空心结构赋予了催化剂快速
的超薄石墨烯层封装的 Fe-Ni 合 金纳米颗粒 的传质速率和丰富的活性位点，丰富的 Fe-N x 活性位
（FeNi@Gr），发现 Fe/Ni 物质的量比约为 1 的催 点带来了优异的 ORR 活性，FeO x 纳米粒子的存在显
化剂表现出比 IrO 2 催化剂更优异的 OER 活性和耐 著提高了 OER 活性。CHENG 等 [57] 合成了嵌入原子
久性（图 10，其中，FeNi@Gr-900 中数字 900 代表 分散的 Co-N-C 纳米纤维中的 Co 纳米粒 子
煅烧温度为 900℃ ）。HAO 等 [56] 以密胺树脂为自牺 （Co@SACo-N-C），发现引入 Co 纳米粒子可以降低
牲模板、聚多巴胺为碳源和氮源，制备了含有铁基 碳壳中原子 Co 的 d 带中心，并可更有利地调节 ORR
纳米粒子的 Fe-N/C 双功能多孔空心碳球（FeO x @N- 中间体的结合强度，因此提高了 Co-N-C 的 ORR 活性。

图 10 FeNi@Gr 合成路线示意图（a）；FeNi@Gr 和商业 IrO 2 在未经校正的玻碳电极（GCE）上的 OER 极化曲线（b）；
2
FeNi@Gr 在电流密度分别为 10、50 和 150 mA/cm 时的过电位（c）；FeNi@Gr-900 与商业 IrO 2 在 GCE 上的耐久性
2
2
测试（d）；电流密度为 10 mA/cm 时碳纤维纸负载 FeNi@Gr-900 的计时电位曲线（负载量 0.32 mg/cm ）（e） [55]
Fig. 10 Schematic illustration of synthetic route of FeNi@Gr (a); OER polarization curves for FeNi@Gr samples in
comparison with commercial IrO 2 on GCE without correction (b); Overpotentials for FeNi@Gr samples at current
2
densities of 10, 50 and 150 mA/cm , respectively (c); Durability test of FeNi@Gr-900 compared with commercial
IrO 2 on GCE (d); Chronopotentiometric curve of carbon fiber paper-supported FeNi@Gr-900 (loading of 0.32
2
2
mg/cm ) at 10 mA/cm (e) [55]

种子介导生长合成法是目前应用最广泛、高效的合
5 总结与展望 成方法。核壳材料性能多样、在多个领域具有广阔
的应用前景，如：光学、电学、生物医学、催化等，
核壳复合材料种类繁多，包括：无机-无机、无
催化领域是核壳材料最重要的应用领域之一。核壳
机-有机、有机-无机、有机-有机、多核型、多层核
催化剂在加氢反应、氧化反应、重整反应、光催化
壳、空心内腔类型。其中，无机-无机核壳复合材料
和电催化等反应中均表现出优异的催化特性，具有
是最常见、应用最广泛的核壳材料类型。常见的核 广阔的应用前景。
壳材料合成方法包括：化学沉淀法、自组装法、模 关于核壳型纳米复合材料催化剂的研究已取得
板法、热分解法、种子介导生长合成法等。其中， 丰富的成果，但仍然存在大量理论和技术问题亟需