石墨烯基電催化劑的制備及性能研究.pdf

1、金屬與石墨烯復合納米材料的制備及應用的研究已成為目前石墨烯研究領域的重要課題。金屬石墨烯復合納米材料完美的結合了金屬納米材料和石墨烯材料的諸多優(yōu)異特性，如金屬納米材料的高催化活性，石墨烯材料高的比表面積和良好的導電性等。石墨稀獨特的優(yōu)點還會對負載金屬催化劑材料產生一定的協(xié)同效應，從而顯著提高復合材料的整體性能。這使得金屬石墨烯納米復合材料在燃料電池氧還原、醇氧化、析氫、析氧等電化學催化領域都有著極好的應用前景。目前，制備石墨烯與金屬復合

2、納米材料的方法眾多，然而如何采用簡單有效的方法制備出金屬納米粒子均勻負載的石墨稀復合納米材料仍具有較大的挑戰(zhàn)。在本論文工作中，簡單高效的制備了石墨烯與鈀/鐵釔納米、石墨稀與金屬鉻復合材料，著重研究了石墨烯與鈀/鐵釔納米復合材料的電解水析氫性能，石墨稀與金屬鉻納米復合材料的電解水析氧的催化性能。主要研究內容及結果如下:首先，利用化學沉積法簡單高效的制備出了石墨烯與鈀/鐵釔、石墨稀與金屬鉻、納米復合材料。然后，采用XRD、XPS、Raman

3、、BET、SEM、TEM等表征手段對復合材料的物相結構、化學組成、比表面積及孔徑分布、形貌等進行分析研究。利用旋轉圓盤電極測試系統(tǒng)測試了兩種石墨烯納米復合材料的析氧、析氫性能，證明了石墨烯的負載使制得的復合物具有更好的催化活性和穩(wěn)定性。也研究了石墨烯復合物的金屬負載量對催化性能有很大的影響。結果表明，石墨烯與鈀/鐵釔納米復合材料在電流密度10mA·cm-2時的析氫過電位僅有15mV，已達到Pt/C的催化性能;石墨烯與金屬鉻納米復合材料在