在這項研究中，報告了一種制備方法，在氧化石墨烯上裝飾銠納米粒子（Rh-GO），其中GO表面上具有很高的Rh納米球（NSs）活性位點覆蓋度。所合成的納米雜化物：Rh NSs（?50 nm）均勻分散在幾層氧化石墨烯片上。這里，通過掃描電子顯微鏡（SEM），高分辨率透射電子顯微鏡（HR-TEM），X射線光電子能譜（XPS），傅立葉變換紅外（FT-IR）光譜法，拉曼光譜法，熱重分析（TGA）和X射線衍射（XRD）等測試手段對所制備的納米材料進行了詳細的表征。此外，Rh-GO表現出顯著增強的電化學水分解性能，即析氫反應（HER）和析氧反應（OER）。它對于HER表現出2 mV的超小過電勢，在10 mA cm-2的電流密度下具有較小的Tafel斜率（10 mV dec-1），驅動10 mA cm-2電流密度時，OER過電勢僅需0.23 V。Rh NSs修飾GO后其電荷轉移阻抗減少，促進界面電子轉移過程，從而提高全水分解反應（HER和OER）的活性。
Figure 1. Rh納米球（NSs）修飾氧化石墨烯（GO）納米薄片（Rh-GO）的合成示意圖。
Figure 2. （a）GO納米片的不同放大倍數SEM圖像，（b）GO表面上的Rh納米球（Rh−GO）（Rh NSs，?50 nm），（c-d）GO納米片和Rh NSs均勻分散在GO表面上。
Figure 3. （I）GO和（II）Rh-GO納米復合材料的疊加FT-IR光譜，確認酸功能化，隨后 Rh NSs修飾過程。
Figure 4.（a）Rh-GO的高分辨率透射電子顯微鏡（HRTEM）圖像。（b）Rh NS的HR-TEM圖像，粒徑約為50 nm。（c）復合材料的SAED圖，揭示了Rh NS的晶體性質。圖（d）至（h）分別對應C，Rh，S，N和O分布的EDAX元素映射。
Figure 5. （a）Rh-GO，商用鉑絲，功能化GO和空白GC在0.5 M H2SO4中的HER極化曲線（LSV）。（b）不同催化劑材料的HER Tafel圖比較。
Figure 6. （a）Rh-GO，商用鉑絲，功能化GO和空白GC在0.5 M KOH中的OER極化曲線（LSV）。（b）不同催化劑材料的OER Tafel圖比較。
該研究工作由印度BAMU大學Bhaskar R. Sathe課題組于2020年發表在ACS Appl. Nano Mater.期刊上。原文：Graphene Oxide Decorated with Rh Nanospheres for Electrocatalytic Water Splitting。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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