Mn_3O_4-rGO复合电催化剂的简易制备及其氧还原性能

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• 英文论文题名：Facile Synthesis of Mn_3O_4-rGO Hybrid Material for the High-performance Electrocatalytic Reduction of Oxygen
• 论文作者：徐佳钰 ; 柴卉 ; 苏莹 ; 王玉成 ; 董红 ; 贾殿赠
• 英文论文作者：Jiayu Xu ; Hui chai ; Ying Su ; Yucheng Wang ; Hong Dong ; Dianzeng Jia ; Key Laboratory of Energy Materials Chemistry ; Ministry of Education ; Key Laboratory of Advanced Functional Materials ; Institute of Applied Chemistry ; Xinjiang University
• 年：2016
• 作者机构：新疆大学应用化学研究所能源材料化学教育部重点实验室先进功能材料自治区重点实验室;
• 论文关键词：燃料电池 ; 电催化剂 ; 氧化石墨烯 ; 协同作用
• 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-第三十七分会：纳米催化
• 语种：中文
• 分类号：TM911.4;O643.36
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第三十七分会 ; 纳米催化
• 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：209k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

燃料电池作为新型能源之一,近年来受到人们的广泛关注。电催化剂作为燃料电池的核心,直接影响燃料电池能量转化效率和工作寿命,因而选择一种合适的电催化剂材料是降低电极反应活化能,加快反应速率,提高催化剂活性的关键。铂基催化剂具有过电位小,催化性能优良等优点,但由于铂金属价格昂贵,资源匮乏,耐久性差,从而进一步阻碍了其商业化发展。因此,要想发展质子交换膜燃料电池技术,必须大力开发非铂基催化剂。氧化锰具有较高的氧还原反应催化活性和化学稳定性,且资源丰富,价格低廉,对环境污染小,是一种很有潜力的阴极非铂催化剂。本文结合石墨烯独特的物理化学性质,采用微波法,以MnCl_2·4H_2O和氧化石墨烯为原料合成了Mn_3O_4-rGO氧还原催化剂。结果表明,通过此方法得到的Mn_3O_4纳米原子均匀分布在石墨烯薄层上,Mn_3O_4和氧化石墨之间的协同作用使得Mn_3O_4-rGO氧还原催化剂表现出良好的电催化氧还原活性。
Herein, a facile and cost-effective strategy is developed to prepare a sandwiches structure of graphene sheets with uniform deposition of Mn_3O_4 nanoparticles via a one-step microwave-assisted method. The SEM profile reveals that Mn_3O_4 nanoparticles are uniformly distributed on the surface of the graphene sheets. The resulting Mn_3O_4-rGO hybrid electrocatalysts with much more active sites exhibit outstanding ORR activity, four-electron selectivity, but superior stability to 20 wt % Pt/C catalysts in alkaline medium. Furthermore, the synergistic effect of Mn_3O_4 and rGO enhances the overall perfor mance of the hybrid catal ysts.

引文

[1]J.Liang,Y.;Jiao,M.Jaroniec,S.Z.Qiao.Angew.Chem.Int.Ed.2012,51:11496.
    [2]Li,Q.;Xu,P.;Zhang,B.;Tsai,H.;Wang,J.;Wang,H.L.;Wu,G.Chemical communications.2013,49(92):10838