氮掺杂石墨烯的制备及其对氧还原反应的电催化性能

以氧化石墨烯（go）为原料、丙酮肟（dmko）为还原剂和氮掺杂剂，采用化学还原法制备了不同氮掺杂含量的石墨烯（ng）.利用场发射透射电子显微镜（fetem）、紫外-可见（uv-vis）光谱、傅里叶变换红外（ftir）光谱、x射线光电子能谱（xps）、zeta电位和纳米粒度分析、循环伏安（cv）和旋转圆盘电极（rde）等手段对材料的形貌、结构、成分和电化学性质进行表征.结果显示：dmko能有效地还原go，且通过调节go与dmko的质量比，可以得到不同还原效果的ng，其氮含量范围为4.40%-5.89%（原子分数）；go与dmko的质量比为1：0.7时制备的氮掺杂石墨烯（ng-1）在o2饱和0.1mol·l-1koh溶液中对氧还原反应（orr）的电催化性能最佳，其orr峰电流为0.93ma·cm-2，电子转移数为3.6，这归因于其较高含量的吡啶-n增加了材料的orr活性位点.此外，石墨化-n由于其较高的电子导电性倾向于产生较高的氧还原峰电流，而吡啶-n较低的超电势倾向于产生较正的氧还原峰电位.与商用pt/c相比，该材料展现出了优异的抗ch3oh“跨界效应”的特性.