一種花狀的二元過渡金屬氧化物，以MgCo2O4的形式被成功合成，并通過 XRD 和拉曼光譜以及 SEM 和 TEM 進(jìn)行了研究。制備了MgCo2O4與還原氧化石墨烯 (rGO) 的混合物，以區(qū)分富含 rGO 和不含 rGO 的催化劑，以用于直接甲醇燃料電池 (DMFC) 陽極（甲醇電氧化工藝）的潛在應(yīng)用。由于鎂和鈷氧化物的接近，以及它們在 rGO 上的雜化，產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)使 MgCo2O4-rGO成為 DMFC 應(yīng)用中陽極電極的高效低成本催化劑。EIS、CV、LSV 測試和MgCo2O4-rGO在2000個連續(xù)CV循環(huán)中的循環(huán)穩(wěn)定性證實(shí)了 rGO 在催化劑結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵作用。最后，單電池測試表明我們提出的催化劑適用于 DMFC 的實(shí)際應(yīng)用。事實(shí)上，單電池極化圖顯示，與基于 MgCo2O4 的陽極（11 mW cm
-2）相比，基于MgCo2O4-rGO的陽極的單電池功率密度（19 mW cm
-2）顯著提高。
Figure 1. 花狀MgCo2O4 (a)、rGO納米片 (b) 和MgCo2O4-rGO (c) 的SEM圖像、MgCo2O4-rGO的EDX圖譜 (d) 和MgCo2O4 (e) 和MgCo2O4-rGO (f) 的TEM圖像。
Figure 2. (a) 碳布、MgCo2O4和MgCo2O4-rGO在2 M KOH下的CV曲線；(b) 不同甲醇濃度下和（c）在不同掃描速率下，MgCo2O4-rGO的CV曲線（插圖是電流密度與掃描速率的平方根）；(d) 以及MgCo2O4和MgCo2O4-rGO在 1 M 甲醇和 2 M KOH 溶液中CV 曲線的比較。
Figure 3. MgCo2O4-rGO在不同溫度下的 LSV 曲線 (a)、電流密度對溫度 (b)；MgCo2O4-rGO在不同溫度下的 EIS 圖 (c) 以及相關(guān)等效電路（d）。
Figure 4. MgCo2O4-rGO的第 1 次和第 2000 次 CV 循環(huán) (a)，MgCo2O4-rGO的電流密度與循環(huán)次數(shù) (b)，以及MgCo2O4和MgCo2O4-rGO催化劑的 LSV 曲線 (c) 和相關(guān)的 Tafel 圖。
Figure 5. MgCo2O4和MgCo2O4-rGO在 0.35 V 恒定電位下 2000 s 的計時電流曲線 (a)，以及基于單電池的MgCo2O4和MgCo2O4-rGO陽極，在1 M 甲醇中的極化曲線 (b)。
相關(guān)研究成果于2021年由Vali-e-Asr University of Rafsanjan的Parisa Salarizadeh課題組，發(fā)表在Ceramics International（https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.02.182）上。原文：Hierarchical nanostructures of MgCo
2O
4 on reduced graphene oxide as a high-performance catalyst for methanol electro-oxidation。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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