一种花状的二元过渡金属氧化物，以MgCo2O4的形式被成功合成，并通过 XRD 和拉曼光谱以及 SEM 和 TEM 进行了研究。制备了MgCo2O4与还原氧化石墨烯 (rGO) 的混合物，以区分富含 rGO 和不含 rGO 的催化剂，以用于直接甲醇燃料电池 (DMFC) 阳极（甲醇电氧化工艺）的潜在应用。由于镁和钴氧化物的接近，以及它们在 rGO 上的杂化，产生的协同效应使 MgCo2O4-rGO成为 DMFC 应用中阳极电极的高效低成本催化剂。EIS、CV、LSV 测试和MgCo2O4-rGO在2000个连续CV循环中的循环稳定性证实了 rGO 在催化剂结构中的关键作用。最后，单电池测试表明我们提出的催化剂适用于 DMFC 的实际应用。事实上，单电池极化图显示，与基于 MgCo2O4 的阳极（11 mW cm^-2）相比，基于MgCo2O4-rGO的阳极的单电池功率密度（19 mW cm^-2）显着提高。
 
 
Figure 1. 花状MgCo2O4 (a)、rGO纳米片 (b) 和MgCo2O4-rGO (c) 的SEM图像、MgCo2O4-rGO的EDX图谱 (d) 和MgCo2O4 (e) 和MgCo2O4-rGO (f) 的TEM图像。
 
 
Figure 2. (a) 碳布、MgCo2O4和MgCo2O4-rGO在2 M KOH下的CV曲线；(b) 不同甲醇浓度下和（c）在不同扫描速率下，MgCo2O4-rGO的CV曲线（插图是电流密度与扫描速率的平方根）；(d) 以及MgCo2O4和MgCo2O4-rGO在 1 M 甲醇和 2 M KOH 溶液中CV 曲线的比较。
 
 
Figure 3. MgCo2O4-rGO在不同温度下的 LSV 曲线 (a)、电流密度对温度 (b)；MgCo2O4-rGO在不同温度下的 EIS 图 (c) 以及相关等效电路（d）。
 

Figure 4. MgCo2O4-rGO的第 1 次和第 2000 次 CV 循环 (a)，MgCo2O4-rGO的电流密度与循环次数 (b)，以及MgCo2O4和MgCo2O4-rGO催化剂的 LSV 曲线 (c) 和相关的 Tafel 图。
 

Figure 5. MgCo2O4和MgCo2O4-rGO在 0.35 V 恒定电位下 2000 s 的计时电流曲线 (a)，以及基于单电池的MgCo2O4和MgCo2O4-rGO阳极，在1 M 甲醇中的极化曲线 (b)。
 
       相关研究成果于2021年由Vali-e-Asr University of Rafsanjan的Parisa Salarizadeh课题组，发表在Ceramics International（https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.02.182）上。原文：Hierarchical nanostructures of MgCo₂O₄ on reduced graphene oxide as a high-performance catalyst for methanol electro-oxidation。

转自《石墨烯杂志》公众号