近年来,生物质碳基能源材料研究成为全球新能源领域的研究热点。木材具有天然多孔遗态结构,碳化后结构保留完整,留碳率高,可高效传输氧气和离子,是制备电极材料的良好载体。本工作通过路易斯酸FeCl水解桉木木质部中的部分纤维素和半纤维素,在原始遗态结构上刻蚀出大量孔洞形成多级孔结构,同时实现Fe与桉木表面含氧官能团的原位螯合配位。进一步地,在后续高温热解氮掺杂过程中结合形成Fe—Nx结构,将Fe以高度单分散状态锚定在碳骨架中,成功制备了具有高比表面积、分级多孔结构和单原子铁分散的氧还原电催化剂。通过,XPS、XRD、HAADF—TEM和同步辐射对该催化材料进行了表征,表明Fe—N—C在木块中呈单原子分布。研究结果表明,该催化剂在碱性介质中表现出优异的ORR性能,半波电位为0.84 V（vs. RHE）,同时具有良好的抗甲醇毒化能力和良好的稳定性,用于锌—空气电池阴极时,展现出较优的性能,比容量达到817 mA h g,可以稳定充放电110 h。在电催化及新能源器件中具有良好的应用前景,同时为生物质高值化利用提供了新思路。
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