高校化学工程学报

2026, v.40(03) 564-575

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氮硫共掺杂生物质衍生碳的制备及其析氧性能
Rational design of N, S co-doped biomass-derived carbon for high-efficiency oxygen evolution reaction

马浚腾,吴海涛,卫仁杰,耿浩然,魏宗源,曹思婕,李世杰,董琛

摘要(Abstract):

全球能源问题愈发严峻,氢能源战略地位日益凸显。电解水制氢被认为是最有前景的获氢途径,但由于其析氢反应和析氧反应的反应动力学缓慢,导致实际生产中电解效率低且能耗高,故迫切需要开发高效且成本低廉的电催化剂。为此,以资源丰富的废弃榴莲壳为原料,在实现废弃生物质再利用的同时通过低温掺杂、高温碳化的方式制备了氮硫共掺杂榴莲壳衍生的生物质碳(NS-DC)。得益于氮、硫双杂原子的掺杂,碳材料导电能力与活性缺陷位点数量得到了良好平衡,使得NSDC的电催化性能得到明显提升。作为电解水析氧反应催化剂,NS-DC达到10 mA·cm~(-2)的电流密度仅需458 mV的较低过电位,塔菲尔斜率为92 mV·dec~(-1),具有良好的电荷转移动力学,且具有优良的稳定性。NS-DC的成功制备不仅证实了废弃生物质资源化利用的可行性,也为双杂原子掺杂调控生物质碳基材料的结构与性能提供了新思路。

关键词(KeyWords): 析氧反应;电解水;生物质碳;氮硫共掺杂;电催化剂

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 江苏省基础研究计划自然科学基金青年项目(BK20230653);; 江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究项目(22KJB530009)

作者(Author): 马浚腾,吴海涛,卫仁杰,耿浩然,魏宗源,曹思婕,李世杰,董琛

参考文献(References):

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