上海理工大学材料与化学学院Yang guangzhi等–三维皱缩还原氧化石墨烯co9s8纳米复合材料作为析氧反应的高效电催化剂

钴基电催化剂析氧反应具有比其他过渡金属更好的析氧活性，是开发高效经济催化剂的重要研究方向。然而，为了进一步提高OER催化剂的电化学活性和耐久性，合理设计和制造OER催化剂仍然是一个挑战，这大大限制了其实际应用。采用超声喷雾干燥和连续热处理工艺制备了新型三维还原氧化石墨烯/ Co₉S₈复合材料(Co₉S₈/rGO)。这种褶皱结构在Co₉S₈和还原氧化石墨烯之间具有非凡的协同作用。最佳样品在电流密度为10 mA cm^-2时具有0.308 V的超低过电位，130.0 mV dec^-1的Tafel斜率，以及在1 M KOH中良好的循环稳定性。皱化Co₉S₈/rGO复合材料的优越催化活性归因于其独特的结构，包括大的表面积和丰富的潜在催化位点。该工作为大规模制备基于OER的钴硫化物电催化剂和实现水制氢能源研究的发展提供了一种潜在策略。

图1. 褶皱Co₉S₈/rGO复合材料的制备原理图。

图2. 超声波喷雾热解系统原理图。

图3. Co₉S₈/rGO热处理前(a)和热处理后(b) 600℃，(C) 700℃，(d) 800℃，(e) 900℃的SEM图像。Co₉S₈/rGO的TEM图像:(f)低倍率；(g)相应的SAED 图谱；(h) 高分辨率。

图4. Co₉S₈/rGO-T的晶体结构和孔隙分析: Co₉S₈/rGO -800的(a) XRD， (b) Raman， (c)氮吸附-解吸等温线(插图为孔径分布)。

图5. Co₉S₈/rGO-800的XPS分析:(a)测量扫描，(b, c, d, e和f)C 1s, O 1s, N 1 s, S 2p和Co 2p。

图6. 电化学测量:(a) LSV曲线，(b)过电位。(c) Tafel图，(d) EIS曲线，(e)不同循环次数时的LSV曲线。(f)不同循环次数时的过电位。

相关研究成果由上海理工大学材料与化学学院Yang Guangzhi和Tang Zhihong等人于2022年发表在Journal of Alloys and Compounds (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.164253)上。原文：Three-dimensional crumpled reduced graphene oxide/Co₉S₈ nanocomposites as efficient electrocatalyst for oxygen evolution reaction。