原位拉曼光谱、旋转圆盘电极(RRDE)、循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)技术用于测定石墨和杂原子掺杂的石墨烯催化剂对氧析出反应(OER)的催化活性。主要结果表明,OER除了与电解质介质的相互作用外,还受到掺杂剂的性质和数量的强烈影响,这也决定了A
reaD/A
reaG(A
D/A
G)比以及D-和G带的位置。另外,也研究了在空气、水和氢氧化钠存在下,粉末材料和催化剂油墨的拉曼表征。最后,通过新颖的方法估算了分子氧产量的百分比。这项工作并非旨在揭示针对OER的最佳催化剂,而是展示新颖技术来研究石墨烯基催化剂在OER中的应用。
Figure 1. 在10mV/s下,0.1 M NaOH中记录的所有电催化剂的循环伏安图
Figure 2. 对于所有电催化剂,在25°C下,0.1 M NaOH中,10mV/s下记录的稳态极化曲线(下图)和在Pt环形电极下,0.4 V处产生的法拉第电流(上图)。
Figure 3. 在25°C下,0.1 M NaOH中,以10 mA/cm
2记录的电位瞬变
Figure 4. 氧化过程中I
D/I
G(空心圆)和A
D/A
G(空心方形)值的偏移。
相关研究成果于2020年由拉古纳大学E. Pastor和G. García课题组,发表在Electrochimica Acta(doi.org/10.1016/j.electacta.2020.135975)上。原文:S- and N-Doped Graphene-based Catalysts for the Oxygen Evolution Reaction。