氮掺杂石墨烯用于碱性燃料电池产过氧化氢

作     者：严祥辉 蒙紫薇 李维勇 刘佳 YAN Xiang-hui;MENG Zi-wei;LI Wei-yong;LIU Jia

作者机构：北方民族大学材料科学与工程学院宁夏银川750021 

出 版 物：《现代化工》 (Modern Chemical Industry)

年 卷 期：2017年第37卷第5期

页      面：62-66页

核心收录：

学科分类：0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 081701[工学-化学工程] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家民委科研项目(14BFZ014) 宁夏高等学校科学研究项目(NGY2015160) 省部共建"粉体材料及特种陶瓷重点实验室"项目(14BFZ014) 北方民族大学校级创新项目(2016-XJ-CL-046) 

主　　题：氮掺杂石墨烯 聚苯胺 氧还原反应 碱性燃料电池 过氧化氢 

摘      要：以天然石墨(G)为原料,苯胺为含氮前驱体,采用Hummers法、原位引发苯胺聚合以及在氮气中高温热处理制备了氮掺杂石墨烯(N-G)。借助X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、低温氮气吸脱附(BET)、热分析方法(TG-DSC)和电化学测试等手段对N-G的组成、结构、形貌和电化学性能等进行表征分析和评价。结果表明,在氮气中高温热处理聚苯胺修饰的氧化石墨烯(GO)能够有效地对其进行还原和氮掺杂,获得的N-G具有微孔结构,比表面积达到167.6 m^2/g,显示出高的热稳定性;在三电极体系中,N-G在0.1 mol/L KOH中催化氧气还原反应(ORR)的起始电势为0.89 V,主要以2电子反应途径进行,生成H_2O_2的选择性达到75%~95%,并且产生的电流密度较大。