还原氧化石墨烯负载球形金属酞菁电催化阴极氧还原反应性能

作     者：谭阿敏 何洋 刘布雷 杨正超 田敏 张改 TAN A-Min;HE Yang;LIU Bu-Lei;YANG Zheng-Chao;TIAN Min;ZHANG Gai

作者机构：西安工业大学材料与化工学院西安710021 中国石油独山子石化公司克拉玛依833699 

出 版 物：《无机化学学报》 (Chinese Journal of Inorganic Chemistry)

年 卷 期：2022年第38卷第1期

页      面：21-30页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学] 

基　　金：陕西省自然科学基金面上项目(No.2020JM⁃563)资助 

主　　题：球形金属酞菁 还原氧化石墨烯 π⁃π组装 氧还原反应 仿生电催化 

摘      要：针对阴极氧还原反应(ORR)动力学缓慢和Pt/C类贵金属催化剂成本高等关键难题,我们设计、合成了醛基取代的球形金属酞菁M_(2)Pc_(2)(TA)_(4)(M=Zn、Co、Fe),采用“π⁃π组装技术将其负载到还原氧化石墨烯(rGO)上得到复合催化剂M_(2)Pc_(2)(TA)_(4)/rGO,并对其形貌和结构进行表征。结果表明:通过“π⁃π堆积作用将球形金属酞菁负载在rGO表面上后,金属酞菁的团聚现象得到明显改善。利用循环伏安法和线性扫描伏安法对材料催化ORR活性进行评价。结果表明:rGO能与球形金属酞菁产生协同效应,促进ORR过程中电子的转移,有效提升电催化活性。机理研究发现催化ORR过程为4电子过程且催化活性与中心金属d电子有关,催化ORR反应活性顺序为Fe_(2)Pc_(2)(TA)_(4)/rGOZn_(2)Pc_(2)(TA)_(4)/rGOCo_(2)Pc_(2)(TA)_(4)/rGO。