過渡金屬硫化物是公認(rèn)的儲能材料。采用水熱法合成了一種高效穩(wěn)定的氧還原反應(yīng)(ORR)復(fù)合催化劑rGO改性VS
4。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X-射線衍射(XRD)、拉曼光譜、BET比表面積法(BET)、X-射線光電子能譜(XPS)和電化學(xué)方法對催化劑的結(jié)構(gòu)、形貌、組成和催化活性進(jìn)行了檢測。結(jié)果表明，在催化過程中，VS
4與rGO之間存在較強(qiáng)的鍵合，有利于電子的轉(zhuǎn)移。因此，該復(fù)合催化劑具有優(yōu)越的ORR活性、甲醇耐受性和較長的耐用性。本研究為開發(fā)廉價、高效、穩(wěn)定的Pt/C替代催化劑提供了有益的探索。
圖1. rGO改性VS
4的(a-c)SEM和(d-f) TEM圖像。
圖2. (a) VS
2和rGO-改性VS
4的XRD譜圖;(b) rGO-改性VS
4的拉曼光譜;(c) VS
2和rGO-改性VS
4的氮吸附-脫附等溫線;(d) VS
2和rGO-改性VS
4的孔徑分布數(shù)據(jù)。
圖3. (a) rGO-改性VS
4和VS
2的XPS譜，rGO-改性VS
4的(b) C 1s、(c) S 2p和(d) V 2p核級及對應(yīng)的退卷積光譜。
圖4. (a)三個樣品在N
2-和O
2-飽和0.1 M KOH溶液中的CV曲線。(b)在O
2-飽和0.1 M KOH中三個樣品和Pt/C的線性掃描伏安法(LSV)，RDE旋轉(zhuǎn)速率為1600 rpm。(c)三個樣品和Pt/ c在0.4 V時的K-L曲線， (d)三個樣品和Pt/ c的ORR轉(zhuǎn)移電子數(shù)n和I
k。(e) rGO改性VS
4的LSV。(f)計算rGO改性VS
4的K-L圖。
圖5. (a)三個樣品和Pt/C的Tafel圖。(b)三個樣品和Pt/C的EIS圖(插圖:與EIS一致的等效電路模型)，(C) rGO改性VS
4和Pt/C加入3 M甲醇前后的計時安培響應(yīng)。(d) rGO改性VS
4和Pt/C的i-t。
相關(guān)研究成果由安徽科技大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院Jing Tang等人于2022年發(fā)表在International Journal of Hydrogen Energy (https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.01.063)上。原文：Reduced graphene oxide-modified vanadium tetrasulfide serves as an excellent catalyst for oxygen reduction reaction。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
