【摘 要】
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石墨烯是一种sp2杂化的单原子层厚度的二维新型碳材料,基于其大的比表面积、优异的导电性、高电子迁移率及稳定性,在电催化析氧、产氢及氧还原等反应中展现出独特的优势,在催化领域具有重要的潜在应用价值。本文融合石墨烯与过渡金属氧化物的各自优点得到的双功能复合材料在电催化析氧及氧还原反应方面具有良好的成效。在此工作中,我们借助基底金属锌的还原性将氧化石墨烯自发还原并组装成三维的多孔网状石墨烯(3DRGO)
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石墨烯是一种sp2杂化的单原子层厚度的二维新型碳材料,基于其大的比表面积、优异的导电性、高电子迁移率及稳定性,在电催化析氧、产氢及氧还原等反应中展现出独特的优势,在催化领域具有重要的潜在应用价值。本文融合石墨烯与过渡金属氧化物的各自优点得到的双功能复合材料在电催化析氧及氧还原反应方面具有良好的成效。在此工作中,我们借助基底金属锌的还原性将氧化石墨烯自发还原并组装成三维的多孔网状石墨烯（3DRGO）,进一步利用基底锌支持的还原氧化石墨烯与相应的金属盐（CoCl2、NiCl2、CoCl2/NiCl2）溶液反应得到金属及其氧化物功能化的三维多孔的还原氧化石墨烯复合材料（Co3O4@3DRGO、NiO@3DRGO、Co3O4/NiO@3DRGO）。研究发现,Co3O4@3DRGO复合物的催化析氧性能远高于平面型Co3O4及其它样品,且其较小的过电位降低了析氧反应过程中界面上的电荷转移电阻,从而提高了析氧反应的催化效率。此外,这种复合催化剂对于氧还原反应同样有催化作用,相对于商业铂碳具有更高的稳定性及抗甲醇中毒性。由于该样品同时具有析氧反应和氧还原反应的催化性能,它在高性能锌–空气电池等电化学能量转换和储存器件中有着良好的应用前景。
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