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氮化硼复合石墨毡及其氧还原电极的电化学性能研究
氮化硼复合石墨毡及其氧还原电极的电化学性能研究
一、绪论
氧还原反应是一种重要的电化学反应，广泛应用于能源转换、化学传感和环境治理等领域。目前燃料电池、锂空气电池、传感器等领域对高性能氧还原电极材料的需求日益增加。石墨毡是一种常用的氧还原电极载体材料，但其性能仍有很大的提高空间。本文研究了氮化硼复合石墨毡作为氧还原电极载体材料，并对其电化学性能进行了研究。
二、实验部分
1.材料制备
1）制备氮化硼多孔材料
将硼砂和尿素混合制成均质混合物，放入炉中，加热至800℃下持续4小时，制备出氮化硼多孔材料。
2）石墨毡制备
将石墨纤维混合物加入聚氨酯树脂中，经热浸涂、烘干后，制备出石墨毡。
3）氮化硼复合石墨毡制备
将制备好的氮化硼多孔材料与石墨毡浸泡在氨水中，再烘干制备出氮化硼复合石墨毡。
2.电化学测试
使用三电极系统进行测试，以铂作为对比电极，Ag/AgCl作为参比电极，进行循环伏安和电化学阻抗谱测试。
三、结果与分析
通过扫描电镜和X射线衍射仪，得到氮化硼复合石墨毡的表面形貌和结构特征。结果显示，氮化硼均匀分布在石墨毡中，形成了多孔的结构，增加了表面积。
循环伏安测试结果显示，氮化硼复合石墨毡对氧还原反应具有很好的催化活性。电流密度达到了1.3mA/cm²，在0.2V处达到了最大峰值。与普通石墨毡相比，催化剂的氧化和还原峰电位分别向正和负方向移动。
电化学阻抗谱测试结果显示，氮化硼复合石墨毡有更低的电化学阻抗，比普通石墨毡具有更好的导电性和电化学活性。
四、结论
本研究成功制备出氮化硼复合石墨毡，并对其电化学性能进行了研究。与普通石墨毡相比，氮化硼复合石墨毡具有更好的催化活性和导电性。这一研究为氧还原反应领域的电极材料研究提供了新的思路和方法。