非贵金属氧化物/石墨烯复合物的电化学合成及其对氧还原反应催化性能

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• 英文论文题名：Electrochemical Synthesis of Non-precious Metal Oxides/Graphene Composites and Their Catalytic Properties of Oxygen Reduction
• 论文作者：林深 ; 张晓凤 ; 乐丽娟 ; 张艺 ; 黄火娣
• 英文论文作者：Shen Lin ; Xiaofeng Zhang ; Lijuan Le ; Yi Zhang ; Huodi Huang ; College of Chem.& Chem.Engin. ; Fujian Normal Univ.
• 年：2016
• 作者机构：福建师范大学化学与化工学院;
• 论文关键词：非贵金属氧化物 ; 石墨烯 ; 电催化 ; 氧还原
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十九分会：电化学材料
• 语种：中文
• 分类号：O643.36
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第二十九分会 ; 电化学材料
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：177k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

发展低成本、高效、耐用的燃料电池阴极氧还原反应(ORR)催化剂对推进燃料电池的商业化进程具有重要意义~([1])。非贵金属氧化物催化剂成本低、产量大、稳定性好、对氧还原具有较高电催化活性,有望成为颇具实用价值的可替代铂/碳的ORR催化剂~([2])。同时,高导电性和高比表面积石墨烯的应用也为ORR催化剂的性能提升提供了新的方向。本研究内容如下:(1)采用恒电位共还原法制备了去角八面体Cu_2O/还原氧化石墨烯复合物(Cu_2O/RGO,图a),Cu_2O和RGO的协同作用使复合物呈现更高的ORR活性,其稳定性和抗CH_3OH、CO中毒能力都高于Pt/C催化剂。(2)利用两步恒电位法制得六方纳米管ZnO/RGO复合物(图b),六方管状的表面特征增强了催化剂-空气接触效率,大量O_2易吸附于催化剂表面,催化活性得到提高。(3)利用分步恒电流法合成了石墨烯包覆球状MnO_2(MnO_2@RGO,图c)复合物,由于较大比表面积的石墨烯包覆于外层,防止了MnO_2的团聚,且有利于催化剂对O_2的吸附从而使催化ORR活性和稳定性得到增强。
In this study, non-precious metal oxides/graphene composites with unique structure(truncated octahedron Cu_2O/RGO, ZnO nanotube arrays/RGO and MnO_2@RGO) were controllably synthesized by electrochemical synthetic method, and their electrocatalysis toward ORR were investigated. The research results indicate that the electrochemical-synthesized non-precious metal oxides/graphene composites possess superior catalytic activities toward ORR and improve tolerance toward CH_3OH and CO poisoning.

引文

[1]Guo D.;Shibuya R.;Akiba C.;Saji S.;Kondo T.;Nakamura J.Science,2016,351:361.
    [2]Sun M.;Liu H.;Liu Y.;Qu J.;Li J.Nanoscale,2015,7:1250.