催化剂

以传统的 MoS2 为例，在理论模拟的指导下，选择了氮掺杂石墨烯上的铁单原子催化剂（SAFe@NG），并首先将其用作基材，以促进 MoS2 在放电过程中的反应动力学。在接下来的充电过程中，结合光谱学和显微镜，证明了 SAFe@NG 催化剂能够实现 Mo/Na2S→NaMoS2→MoS2 的高效可逆转化反应。

本文以CoAl-LDH/CeO2（CAC）为中间体，采用简单但有效的原位水热法合成了一系列CeO2和还原氧化石墨烯（RGO）逐步掺杂的CoAl-LDH（CACR）复合材料。这种设计将CoAl-LDHs和CeO2的光电化学特性与导电RGO有机结合，形成了集光能力强、电荷分离效率高、电子转移速度快的优化配方。

我们通过使用磁性氧化石墨烯 (MGO)，通过单宁酸 (TA)/Fe3+络合合成了一种具有极高负载量 (高达 30 wt%) 的新型Ag NPs纳米复合材料。Ag@MGO-TA/Fe3+催化剂在水性环境中表现出优异的稳定性，可以在极低的剂量（即0.05 mg/mL）下对亚甲蓝（MB）实现0.054 s-1的超高催化还原率，即比以前在类似条件下报道的大多数基于NPs的催化剂高出约十倍。

在该研究中，提出了一种自上而下的方法，用于在多孔石墨烯框架内控制制备欠配位的Ni-Nx(Ni-hG)和Fe-Nx(Fe-hG)催化剂，用于电化学还原CO2 (CO2RR)s生成合成气。通过对商用级含氮石墨烯进行热处理，制备出一种有缺陷的多孔石墨烯，然后将其用作支撑，通过碳缺陷修复来引入欠配位的单个原子。

制备了MgCo2O4与还原氧化石墨烯 (rGO) 的混合物，以区分富含 rGO 和不含 rGO 的催化剂，以用于直接甲醇燃料电池 (DMFC) 阳极（甲醇电氧化工艺）的潜在应用。由于镁和钴氧化物的接近，以及它们在 rGO 上的杂化，产生的协同效应使 MgCo2O4-rGO成为 DMFC 应用中阳极电极的高效低成本催化剂。EIS、CV、LSV 测试和MgCo2O4-rGO在2000个连续CV循环中的循环稳定性证实了 rGO 在催化剂结构中的关键作用。最后，单电池测试表明我们提出的催化剂适用于 DMFC 的实际应用。

近期，清华大学朱永法和江南大学娄阳等人通过一步水热合成法，将α-MnO2封装在石墨烯层中，以实现对催化剂表面电子结构的调节，从而实现高效稳定的臭氧分解过程。

针对以上锂硫电池所遇到的问题，郑州大学邵国胜教授和张鹏教授课题组通过电纺结合气象化学沉积的方法在TiO2纳米纤维表面构筑了一层垂直石墨烯并且原位转变为TiC，制备了TiC@VG纳米纤维复合材料，作为高效的复合电催化剂体系成功应用于锂硫电池，显著提高了锂硫电池的电化学性能。制备的TiC纳米纤维可显著提高对多硫化锂的吸附能力，降低穿梭效应的同时促进多硫化锂的催化转化，在TiC表面构筑的垂直石墨烯为硫化锂的沉积提供了充足的表面积，因此，制备的TiC@VG纳米纤维复合电催化剂既能够降低穿梭效应、提高转换动力学，又能够诱导硫化锂均匀沉积，极大的提高了锂硫电池的电化学性能。

氧化亚硅（SiO）虽然容量高、循环寿命长，但其固有电导率和库仑效率低，以致一直无法大规模商业化应用。来自北达科他大学的研究人员，以低成本的煤炭腐殖酸为原料，采用简便方法原位合成石墨烯包覆歧化氧化亚硅负极材料，其首次放电容量为1937.6mAh g−1，首次库仑效率为78.2%，2.0 A g−1下的可逆容量为1023 mAh g−1，循环500周后的容量保持率为72.4%。

目前石墨烯导电剂已经实现产业化应用，但市场上普遍使用的是机械法制备的石墨烯材料，片层较厚，对离子传导存在明显的“位阻效应”。还原氧化石墨烯的批量制备为石墨烯在新能源领域的应用打开一扇大门，其充分发挥石墨烯“至柔至薄”的特性，导电导热性能良好，在锂离子电池性能提高方面展示显著效果。随着还原氧化石墨烯的制备工艺的深度优化以及分散技术的逐步成熟，石墨烯导电剂未来在锂离子电池的应用前景良好，最终将成为石墨烯规模应用的成功案例。

探究了Fe2O3: GO不同比例下对AP的催化作用，其中3 wt% GO/Fe2O3纳米复合材料相对于纯AP，对应的AP热分解温度大大降低。采用第一性原理计算阐述了协同效应，结果表明，催化剂中石墨烯的存在，可以降低AP热分解反应期间的活化能垒（约 17% ）以增强催化效果。