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作者：孙梦龙;党姣娥;张永伟;刘卓磊;云斯宁;
单位：西安建筑科技大学材料科学与工程学院功能材料研究所;
摘要：开发并利用高效廉价的电催化剂来代替传统的贵金属铂（Pt）基催化剂，对新能源材料与器件的开发和利用意义重大。以锌/钴基沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-8/ZIF-67）为前驱体，通过不同的热解方式，合成表面原位生长碳纳米管的钴氮共修饰碳十二面体（Co@NCD/CNT）和表面光滑的钴氮共修饰碳十二面体（Co@NCD）。采用X射线衍射仪（XRD）、拉曼光谱仪（Raman）、场发射扫描电镜（FESEM）对合成催化剂的组份和形貌进行表征。XRD图谱显示Co@NCD和Co@NCD/CNT为无定型碳结构，并存在Co金属物种。Raman图谱显示Co@NCD/CNT比Co@NCD具有更高的石墨化程度。FESEM图像显示Co@NCD呈表面光滑的十二面体状，Co@NCD/CNT呈十二面体状且表面长有碳纳米管。电化学测试结果显示，Co@NCD/CNT和Co@NCD催化剂在碘电解液体系中的的传荷电阻分别为0.79和0.91Ω·cm~2，还原峰值电流密度分别为-6.43和-4.46 mA·cm~2。由光伏测试结果可知，Co@NCD/CNT对电极催化剂组装的染料敏化太阳能电池获得了8.05%的光电能量转化效率（PCE），优于Co@NCD(7.20%）和Pt(6.95%）对电极组装电池的PCE。50次连续循环伏安测试表明Co@NCD/CNT具有较好的电化学稳定性，可作为潜在类Pt催化剂使用。
关键词：对电极;;染料敏化太阳能电池;;金属有机框架;;碳材料
基金资助：国家自然科学基金面上项目（51672208）;; 陕西省重点研发计划项目-国际合作重点项目（2019KWZ-03）资助
