北京化工大学化学学院–嵌入 CoCoO 纳米粒子的 N-掺杂石墨烯的合成及其对析氧和还原反应的电催化性能

采用1,10-菲罗啉辅助热解法制备了钴基纳米颗粒(Co/CoO/NG-T)修饰的N-掺杂石墨烯。优化后的Co/CoO/NG-800表现出优异的性能，E_1/2,_ORR为0.82 V vs. RHE和η_{OER, 10 mA cm-2}为407 mV。2000次循环后半波电位负移仅为20 mV, 5 h后保持率达94%，具有良好的稳定性。其突出的性能归因于Co基与N-掺杂石墨烯之间电子的相互作用，以及活性吡啶- N基团的存在。这项工作为设计高效的非贵金属基电催化剂提供了范例。

图1. 不同热解温度(700、800、900℃)下Co/CoO/NG样品的X-射线衍射分析。

图2. Co/CoO/NG-800样品的TEM图像和粒径分布曲线(插图)。

图3. Co/CoO/NG-T催化剂的(A) N 1 s和(B) Co 2p的XPS图谱。

图4. (A) Co/CoO/NG-T、Co/RGO/800、NG/800和Pt/C催化剂在O₂饱和0.1 M KOH溶液中，1600 rpm，扫描速率为5 mV s^-1的LSV曲线;(B) O₂饱和1 M KOH溶液中，1600 rpm，扫描速率为5 mV s^-1下OER的LSV曲线。

相关研究成果由北京化工大学化学学院、化工资源有效利用国家重点实验室Jing Wang等人于2022年发表在Catalysis Communications(https://doi.org/10.1016/j.catcom.2022.106428)上。原文：Synthesis and electrocatalytic performance of N-doped graphene embedded with Co/CoO nanoparticles towards oxygen evolution and reduction reactions。