缺陷调控石墨烯复合催化剂在氧还原反应中的作用

缺陷调控石墨烯复合催化剂在氧还原反应中的作用

O646; 电化学氧还原反应(ORR)在能源、催化等领域具有广阔的应用前景,因此开发性能优异、选择性高的催化剂对于促进ORR发展具有重要意义.ORR反应按照反应过程可以分为二电子反应过程和四电子反应过程.本研究以化学修饰石墨烯为原料,通过调控其表面缺陷并与银–对苯二琨二甲烷(Ag-TCNQ)纳米点复合,合成了不同缺陷程度的复合催化剂,在此基础上比较了Ag-TCNQ/高缺陷石墨烯和Ag-TCNQ/低缺陷石墨烯的ORR性能.研究结果显示Ag-TCNQ/高缺陷石墨烯催化ORR的电子转移数为2.4,双氧水产率达0.62 mg/h,法拉第效率为64.45％.相比之下,Ag-TCNQ/低缺陷石墨烯参与OR...

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Veröffentlicht in:无机材料学报 2022-02, Vol.37 (2), p.215-222
Hauptverfasser: 蒋丽丽, 徐帅帅, 夏宝凯, 陈胜, 朱俊武
Format: Artikel
Sprache:chi
Online-Zugang:Volltext
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Beschreibung
Zusammenfassung:O646; 电化学氧还原反应(ORR)在能源、催化等领域具有广阔的应用前景,因此开发性能优异、选择性高的催化剂对于促进ORR发展具有重要意义.ORR反应按照反应过程可以分为二电子反应过程和四电子反应过程.本研究以化学修饰石墨烯为原料,通过调控其表面缺陷并与银–对苯二琨二甲烷(Ag-TCNQ)纳米点复合,合成了不同缺陷程度的复合催化剂,在此基础上比较了Ag-TCNQ/高缺陷石墨烯和Ag-TCNQ/低缺陷石墨烯的ORR性能.研究结果显示Ag-TCNQ/高缺陷石墨烯催化ORR的电子转移数为2.4,双氧水产率达0.62 mg/h,法拉第效率为64.45％.相比之下,Ag-TCNQ/低缺陷石墨烯参与ORR的电子转移数为3.7,氧还原半波电位约为0.7 V(vs.RHE).因此,高缺陷催化剂促进ORR的二电子过程,而低缺陷的催化剂促进ORR的四电子过程.在复合材料中,Ag-TCNQ纳米颗粒和石墨烯发挥了各自的结构优势,形成复合效应,共同提高了催化活性.
ISSN:1000-324X
DOI:10.15541/jim20210197