制备稳定且低成本的高活性双功能电催化剂同时用于析氧反应（OER）和氧还原反应（ORR）对再生燃料电池和金属-空气电池至关重要，但仍存在较大挑战。这里，首次报道了一个简单的KCl-辅助热解策略，以ZIF-67为前驱体制备得Co纳米颗粒嵌入N掺杂碳纳米管中空多面体（NCNHP）杂化结构。 引入KCl促进了ZIF-67的分解和碳纳米管（CNTs）的原位形成。最佳的样品NCNHP-1-500（有CNT组装的分级结构和丰富的Co-Nx活性位点）表现出优异的OER活性，电流密度为10 mA cm-2时，仅需过电位310 mV。 NCNHP-1-500还表现出较好的ORR活性，半波电位达0.828 V vs. RHE，该性能可与商业Pt/C（20wt％Pt）相媲美，此外还显示出优异的甲醇耐受性和稳定性。 所提出的KCl-辅助热解策略可能为构建高效的新型双功能OER和ORR杂化电催化剂提高新思路。

Figure 1. 合成NCNHP-r-T的原理示意图。


Figure 2. NCNHP-1-500样品的表征。（a）SEM图，（b）TEM图，（c）CNTs的放大倍数TEM图，（d）CNTs的HRTEM图，（e）Co纳米颗粒封装在CNTs顶端的HRTEM图，（f）HAADF-STEM和EDS图。



Figure 3. NCNHP-1-500的高分辨率XPS谱：（a）Co 2p，（b）C 1s，（c）N 1s和（d）不同催化剂中吡啶型N，吡咯型N，石墨N，和Co-Nx的原子含量比较。


Figure 4.（a）测试OER的LSV曲线，（b）Tafel斜率，（c）电化学活性表面积，（d）循环1000圈CV前后的LSV曲线比较，电解液为1 M KOH，图（d）中的插图为固定电压下的i-t曲线。


Figure 5. （a）测试ORR的LSV曲线，（b）半波电位和极限扩散电流比较，（c）NCNHP-1-500和商业Pt/C的i-t曲线，插图为加入10 mL甲醇时的计时电流响应，测试时转速为1600 rpm，（d）NCNHP-1-500和商业Pt/C的H2O2产率和电子转移数目。
      该研究工作由华南理工大学的李映伟课题组于2019年发表在J. Mater. Chem. A期刊上。原文：A KCl-assisted pyrolysis strategy to fabricate nitrogen-doped carbon nanotube hollow polyhedra for efficient bifunctional oxygen electrocatalysts（DOI: 10.1039/c9ta07481c）