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金属有机骨架复合还原的氧化石墨烯具备增强的电催化氧还原活性

文章来源:石墨烯网


在燃料电池实际应用中,开发廉价、可扩展且有效的氧还原反应(ORR)阴极催化剂是至关重要的。金属有机骨架(MOF)基材料催化ORR时需要高的过电位,其催化活性远低于Pt。在本研究工作中,研究人员通过以MOF-氧化石墨烯(MOF-rGO)为前区,采用原位合成的方法,制得一种优越的复合催化剂材料,即Co@Co3O4-rGO,该复合物具备MOF和rGO两种材料的优势。MOF中的CO2 提供了金属源,而N源来自于有机配体(苯并咪唑)。相对源于纯MOF的Co@Co3O4催化剂而言,Co@Co3O4-rGO具有更高的比表面积,也促进了氧气和电解液的扩散、传输。Co@Co3O4-rGO的半波电位和起始电位可与商业Pt/C催化剂相媲美。在催化氧还原过程中,电子转移数接近4,如此优异的性能可归因于rGO和MOF之间的协同效应。


该研究工作于2017年发表在Earth and EnvironmentalScience上。


原文:MOF-reducedGraphene Oxide Composites with Enhanced Electrocatalytic Activity for OxygenReduction Reaction


Figure 1.(a)ZIF9和(c)ZIF9-rGO的照片;(b)ZIF9、(d)ZIF9-rGO和(e) Co@Co3O4-rGO 的SEM图。


Figure 2. (a)ZIF9-rGO和(b)Co@Co3O4-rGO的TEM图;(c)和(d) Co@Co3O4-rGO 的HRTEM图。


Figure 3.(a)XRD图,(b)XPS全谱,(c)N1s XPS图谱,(d)Co 2p XPS图谱。


Figure 4.(a)ZIF9和(b) Co@Co3O4-rGO 复合材料的氮吸附等温曲线。


Figure 5.所制备的催化剂材料的电催化ORR性能表征。

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