氮掺杂石墨烯/多孔碳复合材料的制备及其氧还原催化性能

编号：CPJS06736

篇名：氮掺杂石墨烯/多孔碳复合材料的制备及其氧还原催化性能

作者：贺新福 龙雪颖 吴红菊 张凯博 周均 李可可 张亚婷 邱介山

关键词： 氧还原反应 石墨烯 纳米材料 多孔碳 电化学

机构： 西安科技大学化学与化工学院 国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室 大连理工大学化工学院 北京化工大学化学工程学院

摘要： 采用简单、无模板的方法制备了氮掺杂多孔石墨烯/碳复合材料(NPGC)。采用SEM、XRD、Raman、XPS等分析手段对NPGC的形貌、组成以及结构进行了表征,利用旋转圆盘电极技术测试了其电催化氧还原反应(ORR)活性。结果表明,葡萄糖在水热后生成的碳与石墨烯成功复合,并在950℃炭化、活化后形成了相互渗透、结构良好的三维片状多孔网络结构;其氮含量高达9.47%。NPGC作为一种高效的非金属ORR电催化剂,在碱性溶液中具有较高的起始电位[0.87 V(vs RHE)]和较大的极限电流密度(4.7 mA?cm?2),以及其ORR平均转移电子数为3.8。与商业Pt/C催化剂相比,NPGC具有较强的耐甲醇性和长期耐久性,且制备成本较低,具有广阔的应用前景。