納米結(jié)構(gòu)的Co
3O
4-石墨烯雜化催化劑是通過(guò)一步真空動(dòng)力學(xué)噴涂技術(shù)從Co
3O
4微粒和石墨粉中制備的。研究了具有多種Co
3O
4含量的Co
3O
4-石墨烯雜化催化劑，涉及在1.0 M KOH中的氧釋放反應(yīng)（OER）和氫釋放反應(yīng)（HER），以及在0.1 M NaOH中檢測(cè)H
2O
2。我們發(fā)現(xiàn)，由于電荷轉(zhuǎn)移動(dòng)力學(xué)的增強(qiáng)，雜化催化劑中石墨烯含量的增加導(dǎo)致OER電催化活性的整體改善。具有25 wt％Co
3O
4的雜化催化劑顯示出對(duì)OER的最佳電催化活性，最低過(guò)電勢(shì)（η）為283 mV@10 mA cm
-2，并且具有出色的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和25 mV dec
-1的低Tafel斜率。此外，還驗(yàn)證了在1.0 M KOH中50 mA cm
-2的OER穩(wěn)定性50 h。具有50 wt％Co
3O
4的雜化催化劑顯示出對(duì)HER的最高活性，η為108 mV@10 mA cm
-2，Tafel斜率為90 mV dec
-1，在50 mA cm
-2下的穩(wěn)定性接近30 h。此外，它還顯示了超高H
2O
2安培檢測(cè)功能，靈敏度高達(dá)18,110 μA mM
-1 cm
-2，線性檢測(cè)范圍為20 μM至1 mM，檢測(cè)極限為0.14 μM。
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Figure 1. 納米顆粒沉積系統(tǒng)下薄膜制造的步驟
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Figure 2. 石墨烯/NF（a,b）和含25wt％ Co
3O
4/NF的復(fù)合材料（c,d）的SEM圖。
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Figure 3. 50 wt％ Co
3O
4/NF（a,b），75 wt％ Co
3O
4/NF（c,d）和純Co
3O
4/NF（e,f）的SEM圖
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Figure 4. Co
3O
4復(fù)合材料在非法拉第區(qū)域從0到0.2 V vs. Hg/HgO不同掃描范圍的CV圖。
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Figure 5. Co
3O
4-石墨烯雜化催化劑的OER（a,b,c）和HER（d,e,f）在50 mA cm
-2下的LSV、Tafel圖以及穩(wěn)定性測(cè)試。
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Figure 6. 不同Co
3O
4含量下Co
3O
4-石墨烯催化劑對(duì)H
2O
2濃度的電流感應(yīng)響應(yīng)的校準(zhǔn)曲線。
相關(guān)研究成果于2020年由蔚山大學(xué)Doo-Man Chun課題組，發(fā)表在Ceramics International（doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.06.118）上。原文：Fabrication of efficient nanostructured Co
3O
4-Graphene bifunctional catalysts: Oxygen evolution, hydrogen evolution, and H
2O
2 sensing。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號(hào)：
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