原位拉曼光譜、旋轉圓盤電極(RRDE)、循環伏安法(CV)和線性掃描伏安法(LSV)技術用于測定石墨和雜原子摻雜的石墨烯催化劑對氧析出反應(OER)的催化活性。主要結果表明,OER除了與電解質介質的相互作用外,還受到摻雜劑的性質和數量的強烈影響,這也決定了A
reaD/A
reaG(A
D/A
G)比以及D-和G帶的位置。另外,也研究了在空氣、水和氫氧化鈉存在下,粉末材料和催化劑油墨的拉曼表征。最后,通過新穎的方法估算了分子氧產量的百分比。這項工作并非旨在揭示針對OER的最佳催化劑,而是展示新穎技術來研究石墨烯基催化劑在OER中的應用。
Figure 1. 在10mV/s下,0.1 M NaOH中記錄的所有電催化劑的循環伏安圖
Figure 2. 對于所有電催化劑,在25°C下,0.1 M NaOH中,10mV/s下記錄的穩態極化曲線(下圖)和在Pt環形電極下,0.4 V處產生的法拉第電流(上圖)。
Figure 3. 在25°C下,0.1 M NaOH中,以10 mA/cm
2記錄的電位瞬變
Figure 4. 氧化過程中I
D/I
G(空心圓)和A
D/A
G(空心方形)值的偏移。
相關研究成果于2020年由拉古納大學E. Pastor和G. García課題組,發表在Electrochimica Acta(doi.org/10.1016/j.electacta.2020.135975)上。原文:S- and N-Doped Graphene-based Catalysts for the Oxygen Evolution Reaction。