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浙江大學化工學院侯陽研究員團隊--高性能的三維非金屬石墨烯納米陣列催化劑用于酸性介質中的析氧反應
       這里,報道了一種新型的非金屬納米催化劑,由氧功能化的電化學剝離石墨烯(OEEG)納米片陣列組成。得益于垂直排列的陣列結構并引入了氧官能團,該非金屬OEEG納米陣列在酸性電解質中表現出卓越的OER電催化活性(在10 mA cm-2時僅需要334 mV過電位)和穩定性,該性能優于目前所報道的所有碳基材料,甚至優于商業Ir/C催化劑(在10 mA cm-2時需要420 mV)。表征結果及電化學測量證明,OEEG中COOH種類充當OER的活性位點,原子級掃描透射電子顯微鏡和電子能量損失譜進一步證實了該結論。密度泛函理論計算表明,相比于單活性位點,具有之字型和扶手椅型的邊緣雙活性位點(COOH-zig-corner)更利于OER反應的進行。
 
Figure 1. a)OEEG的FESEM圖。b,c)OEEG的TEM圖和FESEM圖。d)OEEG邊緣部分的HRTEM圖,插圖呈現了相應的TEM圖。e)OEEG的TEM圖,插圖呈現了DG的TEM圖。f)OEEG的AFM圖。g)G,DG,OG和OEEG的拉曼光譜。h,i)OEEG的高分辨率C 1s和O 1s XPS光譜。
 

Figure 2. a)G,DG,OG,OEEG和Ir / C的極化曲線。b)1.17 V時的充電電流密度差與掃描速率的函數關系。c)Tafel斜率比較。d)OEEG在循環1000 圈CV前后的極化曲線,插圖呈現了在10 mA cm-2下的計時電位曲線(無iR校正)。
 

Figure 3. a)10 mA cm-2處的過電勢與DG,R-OEEG和OEEG中的氧含量之間的關系。b)10 mA cm-2處的過電勢與OEEG中氧含量的函數關系。c)不同材料G,DG,OG和OEEG與C :OH比的函數關系。d)過電勢與C=O含量的函數關系。e)對于CO和COH官能團所計算的OER過程。f)CO功能邊緣和g)COH功能邊緣的* O中間體示意圖。
 

Figure 4. 圖案化石墨烯促使高質量的AlN膜快速生長,及其在高性能LED中的應用。 a-b)圖案化石墨烯/NPSS上AlN成核階段以及生長的AlN薄膜SEM圖。c)所生長的AlN薄膜的TEM暗場像。d)不同條件下生長的AlN薄膜的FWHM直方圖。e)有無圖案化石墨烯的NPSS上的UV-LED電致發光光譜比較。f)圖案化石墨烯/NPSS上制備的UV-LED的歸一化電致發光光譜。
 
      該研究工作由浙江大學化工學院侯陽研究員團隊于2020年發表在Adv. Funct. Mater.期刊上。原文:High-Performance Metal-Free Nanosheets Array Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction in Acid。

摘自《石墨烯雜志》公眾號:

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