這里，報道了一種制備氮摻雜垂直石墨烯（NVG）納米片的一步策略，該實驗過程是在高通量等離子體增強的化學(xué)氣相沉積（H-PECVD）系統(tǒng)中進行，且溫度較低。該NVG納米片具有垂直的相互交錯結(jié)構(gòu)和較豐富的缺陷。這有利的形貌和結(jié)構(gòu)賦予了NVG-30催化劑最佳的ORR活性，其穩(wěn)定性也遠遠優(yōu)于Pt/C催化劑。紫外線光電子能譜（UPS）測量表明NVG-30具有低的功函，導(dǎo)致出色的供電子能力。此外，將其組裝為Zn-空電池后，NVG-30催化劑也顯示出高的能量密度和放電穩(wěn)定性。這項工作不僅提出了一種制備NVG納米片的可行策略，也證明了它是一種用于ORR和金屬-空氣電池的高效無金屬催化劑。
Figure 1. （a）使用H-PECVD系統(tǒng)制備NVG電催化劑的示意圖。 （b-c）VG和NVG-30的SEM圖像，（d-e）VG和NVG-30的TEM圖像。（f）NVG-30的SEM圖像和SEM-EDS元素圖，顯示了C和N元素的均勻分布。
Figure 2.（a）拉曼光譜，（b）XRD圖，（c）N2吸附/解吸等溫線，（d）孔徑分布，（e）VG，NVG-10，NVG-20和NVG-30的XPS光譜， 和（f）NVG-10，NVG-20和NVG-30的高分辨率XPS N 1s光譜。
Figure 3. （a）在N2飽和（虛線）和O2飽和（實線）的0.1 M KOH溶液中的CV曲線，掃描速率為50 mV s-1。（b）LSV曲線比較，轉(zhuǎn)速為1600 rpm，掃速為10mV s-1。（c）0.75 V時的半波電位和（d）動力學(xué)電流密度。（e）環(huán)電流和盤電流。（f）H2O2產(chǎn)率和電子轉(zhuǎn)移數(shù)。
Figure 4.（a）Tafel斜率和（b）各種催化劑的奈奎斯特圖（插圖為當(dāng)量電路）。（c）在相互連接的垂直定向結(jié)構(gòu)中增強的電子轉(zhuǎn)移示意圖。
該研究工作由鄭州大學(xué)Guosheng Shao和Yige Zhao課題組于2020年發(fā)表在 Journal of Materials Chemistry A期刊上。原文：Nitrogen-doped Vertical Graphene Nanosheets by High-Flux Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition as Efficient Oxygen Reduction Catalysts for Zn-Air Battery。
.jpg)
