水热还原氧化石墨烯制备阴极材料及其效率评价

发布时间：2024-02-13 22:35

　　通过水热还原的方法还原了氧化石墨烯制备了水热还原氧化石墨烯(HRGO),并将其制备成阴极材料,并采用SEM、FT-IR、XRD和XPS对其进行表征,分析了其微观结构和经过水热还原后官能团变化。通过优化实验确定HRGO作为气体扩散电极产生H₂O₂的最佳条件为HRGO添加量为5%、pH=3、PTFE乳液∶乙炔黑=1∶4、电流密度为5 mA·cm^-2、转速为300 r·min^-1。在最佳条件下,经过90 min电催化过程,H₂O₂的最大浓度为72.7 mg·L^-1。

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【部分图文】：

图1草酸钛钾分光光度法测H2O2标准曲线

HRGO的表面形态使用扫描电子显微镜(SEM)(SU8010,日本日立),在15kV电压下观察。HRGO的元素图谱使用X射线光电子能谱法(XPS)(日本,Rigaku)进行扫描。HRGO的官能团变化通过美国赛默飞世尔科技公司的傅立叶变换红外光谱(FT-IR)进行分析。HRGO....

图2HRGO的SEM图像

HRGO的SEM图像如图2(a)(b),从图2(a)可知,经过水热还原,HRGO呈片层状结构,这是由于在水热作用和乙二胺的还原作用下,氧化石墨烯片层上的含氧官能团被消去,且片层之间恢复π-π共轭结构[14]。这种片层结构有利于电子在表面进行转移[15],能有效的催化氧气在阴极的两....

图3GO和HRGO的FT-IR谱图

为了研究经过还原后的HRGO的官能团变化,对GO和HRGO样品进行了FT-IR分析,其结果如图3所示,GO上有许多含氧官能团,包括在3424cm-1处的-OH(拉伸振动)峰,在1733cm-1处的C=O(拉伸振动)峰,在1623cm-1处的C=C的峰,在1418c....

图4GO和HRGO的XRD图谱

GO和HRGO的XRD图谱如图4所示,GO的XRD图谱中,其衍射峰出现在在2θ=15.3°处,经过布拉格方程计算,所对应的GO片层间距为0.58nm,HRGO的衍射峰出现在2θ=19.1°处,所对应的HRGO片层间距为0.46nm,这说明经过水热还原,GO片层上的含氧官能团被....

本文编号：3897314