纳米Fe(OH)3为模板的三维石墨烯类多孔碳的制备及其催化氧还原性能研究

以煤焦油沥青为碳源,纳米Fe(OH)₃为模板制备了一种三维石墨烯类多孔碳材料,通过测试氧还原性能,确定了最佳制备工艺为：反应物煤沥青,纳米Fe(OH)₃,KOH的质量配比为6:8:4,热解温度为800 ℃. 扫描电镜（SEM）测试结果表明,制得的产品具有明显的孔结构且分布均匀. 透射电镜（TEM）测试结果进一步表明,产品具有泡沫状的多孔结构,高分辨透射电子显微镜图像表明该产品具有多层的三维石墨烯结构. X射线衍射（XRD）数据表明,在29^o位置出现的衍射峰是多层石墨烯结构,42^o位置的衍射峰表明,产品具有一定程度的石墨化. 由拉曼光谱结果计算I_G与I_2D的比值表明产品为多层石墨烯结构. X射线光电子能谱分析（XPS）检测到的C元素含量约为88.7%,主要包含C-C键,图谱中未发现铁元素的存在,证明纳米Fe(OH)₃模板已被洗净. 根据比表面积测定（BET）可知,多孔碳的比表面积为2040 m²•g^-1,孔径集中分布在10~400 nm,这与TEM测试得到的结果一致. 在0.1 mol•L^-1 KOH中进行催化氧还原性能测试,起始还原电位为0 V (vs. Hg/HgO),电子转移数为3.58。测试结果表明,制得的三维石墨烯类多孔碳具有良好的催化氧还原性能.