酞菁铁复合碳基纳米材料的氧还原性能研究

摘要

金属酞菁类化合物因其独特的分子构型与催化活性，在氧还原反应领域备受关注。酞菁铁作为典型代表，具有二维平面结构及大π共轭体系，其分子内多芳香环的协同效应赋予其显著的高催化活性。本研究基于分子工程策略，将酞菁铁分子与氧化石墨烯、碳纳米管复合，成功制备出高性能复合电催化剂。电化学测试表明，酞菁铁/多壁碳纳米管复合催化剂展现出优异的电催化活性与稳定性。通过X射线衍射、X射线光电子能谱及扫描电子显微镜对材料成分、晶体结构、微观形貌及表面化学状态进行系统表征，揭示了复合材料的构效关系。旋转圆盘电极测试显示，该催化剂在碱性条件下半波电位达0.939 V。在锌-空气电池应用中，其比容量为729 mA·h/g，峰值功率密度达187.7 mW/cm²，展现出良好的应用潜力。

关键词

氧还原反应 / 酞菁铁 / 锌-空气电池 / 绿色能源