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       納米結(jié)構(gòu)的Co₃O₄-石墨烯雜化催化劑是通過一步真空動力學噴涂技術從Co₃O₄微粒和石墨粉中制備的。研究了具有多種Co₃O₄含量的Co₃O₄-石墨烯雜化催化劑，涉及在1.0 M KOH中的氧釋放反應（OER）和氫釋放反應（HER），以及在0.1 M NaOH中檢測H₂O₂。我們發(fā)現(xiàn)，由于電荷轉(zhuǎn)移動力學的增強，雜化催化劑中石墨烯含量的增加導致OER電催化活性的整體改善。具有25 wt％Co₃O₄的雜化催化劑顯示出對OER的最佳電催化活性，最低過電勢（η）為283 mV@10 mA cm^-2，并且具有出色的反應動力學和25 mV dec^-1的低Tafel斜率。此外，還驗證了在1.0 M KOH中50 mA cm^-2的OER穩(wěn)定性50 h。具有50 wt％Co₃O₄的雜化催化劑顯示出對HER的最高活性，η為108 mV@10 mA cm^-2，Tafel斜率為90 mV dec^-1，在50 mA cm^-2下的穩(wěn)定性接近30 h。此外，它還顯示了超高H₂O₂安培檢測功能，靈敏度高達18,110 μA mM^-1 cm^-2，線性檢測范圍為20 μM至1 mM，檢測極限為0.14 μM。
  
Figure 1. 納米顆粒沉積系統(tǒng)下薄膜制造的步驟
 

Figure 2. 石墨烯/NF（a,b）和含25wt％ Co₃O₄/NF的復合材料（c,d）的SEM圖。
 

Figure 3. 50 wt％ Co₃O₄/NF（a,b），75 wt％ Co₃O₄/NF（c,d）和純Co₃O₄/NF（e,f）的SEM圖
  

Figure 4. Co₃O₄復合材料在非法拉第區(qū)域從0到0.2 V vs. Hg/HgO不同掃描范圍的CV圖。
 
 
Figure 5. Co₃O₄-石墨烯雜化催化劑的OER（a,b,c）和HER（d,e,f）在50 mA cm^-2下的LSV、Tafel圖以及穩(wěn)定性測試。
 
  
Figure 6. 不同Co₃O₄含量下Co₃O₄-石墨烯催化劑對H₂O₂濃度的電流感應響應的校準曲線。
 
      相關研究成果于2020年由蔚山大學Doo-Man Chun課題組，發(fā)表在Ceramics International（doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.06.118）上。原文：Fabrication of efficient nanostructured Co₃O₄-Graphene bifunctional catalysts: Oxygen evolution, hydrogen evolution, and H₂O₂ sensing。

轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號：