這里，報道了一種新型的非金屬納米催化劑，由氧功能化的電化學剝離石墨烯（OEEG）納米片陣列組成。得益于垂直排列的陣列結構并引入了氧官能團，該非金屬OEEG納米陣列在酸性電解質中表現出卓越的OER電催化活性（在10 mA cm-2時僅需要334 mV過電位）和穩定性，該性能優于目前所報道的所有碳基材料，甚至優于商業Ir/C催化劑（在10 mA cm-2時需要420 mV）。表征結果及電化學測量證明，OEEG中COOH種類充當OER的活性位點，原子級掃描透射電子顯微鏡和電子能量損失譜進一步證實了該結論。密度泛函理論計算表明，相比于單活性位點，具有之字型和扶手椅型的邊緣雙活性位點（COOH-zig-corner）更利于OER反應的進行。
Figure 1. a）OEEG的FESEM圖。b，c）OEEG的TEM圖和FESEM圖。d）OEEG邊緣部分的HRTEM圖，插圖呈現了相應的TEM圖。e）OEEG的TEM圖，插圖呈現了DG的TEM圖。f）OEEG的AFM圖。g）G，DG，OG和OEEG的拉曼光譜。h，i）OEEG的高分辨率C 1s和O 1s XPS光譜。
Figure 2. a）G，DG，OG，OEEG和Ir / C的極化曲線。b）1.17 V時的充電電流密度差與掃描速率的函數關系。c）Tafel斜率比較。d）OEEG在循環1000 圈CV前后的極化曲線，插圖呈現了在10 mA cm-2下的計時電位曲線（無iR校正）。
Figure 3. a）10 mA cm-2處的過電勢與DG，R-OEEG和OEEG中的氧含量之間的關系。b）10 mA cm-2處的過電勢與OEEG中氧含量的函數關系。c）不同材料G，DG，OG和OEEG與C ：OH比的函數關系。d）過電勢與C=O含量的函數關系。e）對于CO和COH官能團所計算的OER過程。f）CO功能邊緣和g）COH功能邊緣的* O中間體示意圖。
Figure 4. 圖案化石墨烯促使高質量的AlN膜快速生長，及其在高性能LED中的應用。 a-b）圖案化石墨烯/NPSS上AlN成核階段以及生長的AlN薄膜SEM圖。c）所生長的AlN薄膜的TEM暗場像。d）不同條件下生長的AlN薄膜的FWHM直方圖。e）有無圖案化石墨烯的NPSS上的UV-LED電致發光光譜比較。f）圖案化石墨烯/NPSS上制備的UV-LED的歸一化電致發光光譜。
該研究工作由浙江大學化工學院侯陽研究員團隊于2020年發表在Adv. Funct. Mater.期刊上。原文：High-Performance Metal-Free Nanosheets Array Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction in Acid。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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