这里，报道了一种新型的非金属纳米催化剂，由氧功能化的电化学剥离石墨烯（OEEG）纳米片阵列组成。得益于垂直排列的阵列结构并引入了氧官能团，该非金属OEEG纳米阵列在酸性电解质中表现出卓越的OER电催化活性（在10 mA cm-2时仅需要334 mV过电位）和稳定性，该性能优于目前所报道的所有碳基材料，甚至优于商业Ir/C催化剂（在10 mA cm-2时需要420 mV）。表征结果及电化学测量证明，OEEG中COOH种类充当OER的活性位点，原子级扫描透射电子显微镜和电子能量损失谱进一步证实了该结论。密度泛函理论计算表明，相比于单活性位点，具有之字型和扶手椅型的边缘双活性位点（COOH-zig-corner）更利于OER反应的进行。
 
Figure 1. a）OEEG的FESEM图。b，c）OEEG的TEM图和FESEM图。d）OEEG边缘部分的HRTEM图，插图呈现了相应的TEM图。e）OEEG的TEM图，插图呈现了DG的TEM图。f）OEEG的AFM图。g）G，DG，OG和OEEG的拉曼光谱。h，i）OEEG的高分辨率C 1s和O 1s XPS光谱。
 

Figure 2. a）G，DG，OG，OEEG和Ir / C的极化曲线。b）1.17 V时的充电电流密度差与扫描速率的函数关系。c）Tafel斜率比较。d）OEEG在循环1000 圈CV前后的极化曲线，插图呈现了在10 mA cm-2下的计时电位曲线（无iR校正）。
 

Figure 3. a）10 mA cm-2处的过电势与DG，R-OEEG和OEEG中的氧含量之间的关系。b）10 mA cm-2处的过电势与OEEG中氧含量的函数关系。c）不同材料G，DG，OG和OEEG与C ：OH比的函数关系。d）过电势与C=O含量的函数关系。e）对于CO和COH官能团所计算的OER过程。f）CO功能边缘和g）COH功能边缘的* O中间体示意图。
 

Figure 4. 图案化石墨烯促使高质量的AlN膜快速生长，及其在高性能LED中的应用。 a-b）图案化石墨烯/NPSS上AlN成核阶段以及生长的AlN薄膜SEM图。c）所生长的AlN薄膜的TEM暗场像。d）不同条件下生长的AlN薄膜的FWHM直方图。e）有无图案化石墨烯的NPSS上的UV-LED电致发光光谱比较。f）图案化石墨烯/NPSS上制备的UV-LED的归一化电致发光光谱。
 
      该研究工作由浙江大学化工学院侯阳研究员团队于2020年发表在Adv. Funct. Mater.期刊上。原文：High-Performance Metal-Free Nanosheets Array Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction in Acid。

摘自《石墨烯杂志》公众号：