直接甲醇燃料电池（DMFC）被认为是一种高效的能源发电系统，而阳极铂催化剂的高成本和不令人满意的抗毒能力在很大程度上阻碍了其广泛应用。最近，河海大学科研团队展示了通过溶剂热共组装由石墨烯和石墨氮化碳纳米层 (Rh/G-CN) 构建的花形 Rh 晶体装饰的三维 (3D) 混合气凝胶的设计和构建。
受益于 3D 交联孔隙率、大量暴露的活性位点、均匀的 Rh 纳米花分布和优异的导电性，优化的 Rh/G-CN 气凝胶具有 161.7 m2 g-1 的大电化学活性表面积，高正向峰值电流 密度为 701.0 mA mg-1，甲醇电氧化具有优异的寿命，这明显优于沉积在炭黑、碳纳米管、石墨烯和 N 掺杂石墨烯基体上的 Rh 颗粒催化剂的性能。
图 1. 3D Rh/G-CN 电催化剂的合成过程示意图：（1）通过 Hummers 程序制备 GO；(2)在异丙醇中超声超声制备g-C3N4纳米片；(3)通过溶剂热共组装和将 Rh 纳米花固定在 g-C3N4 和石墨烯纳米片上生成 3D G-CN 骨架。
图 5. (A) Rh/G7-(CN)3、Rh/G5-(CN)5、Rh/G3-(CN)7 和 Rh/G1-(CN)9 电极在 1 mol 中的 CV 曲线 L-1 KOH 和 (B) 对应的特定 ECSA 值；(C) 5 个不同电极在 1 mol L–1 KOH 中的 CV 曲线和 (D) 对应的特定 ECSA 值。
相关论文以题为Rhodium Nanoflowers on Three-Dimensional Graphitic Carbon Nitride Nanosheets/Graphene Hybrid Aerogels as Electrocatalysts for Methanol Oxidation发表在《ACS Applied Nano Materials》上。通讯作者是河海大学杨路副教授、何海燕副教授。
参考文献：doi.org/10.1021/acsanm.1c02116
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