石墨烯载Pt纳米粒子的原位还原制备及氧还原电催化性能

类号______________________________ 密级______________________________ ＵＤＣ______________________________ 编号______________________________硕士学位论文石墨烯负载PdM、PtM金属间化合物的控制合成及其电催化性能研究学位申请人：韩奎学科专业：分析化学指导教师：郑龙珍教授答辩委员会主席：答辩日期：华东交通大学2013届硕士学位论文石墨烯负载PdM 、PtM 金属间化合物的控制合成及其电催化性能研究基础科学学院韩奎独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。

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本人签名____________导师签名__________摘要石墨烯负载PdM、PtM金属间化合物的控制合成及其电催化性能研究摘要本文主要通过制备不同贵金属的金属间化合物/石墨烯复合材料，提高它们对氧气还原反应和乙醇氧化反应的电催化性能。

主要含有以下三部分内容：1.采用热处理法合成GR-Pd x M y（M=Fe和Co）金属间化合物催化剂。

通过化学腐蚀法对金属间化合物催化剂进行脱合金处理，比较酸处理过程对催化剂的影响。

GR-Pd x Fe y的最佳摩尔比是1/3，它脱合金处理后电催化氧气还原反应的电流密度是处理前的2倍，是商用Pt/C催化剂的5倍。

第42卷第4期人工晶体学报Vol．42No．42013年4月JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS April ，2013TiO 2/石墨烯纳米复合材料制备及其光催化性能研究周建伟1，2，王储备1，禇亮亮1，张明瑛3，史磊3（1．新乡学院能源与燃料研究所，新乡453003；2．清华大学化学系，北京100084；3．新乡学院化学与化工学院，新乡453003）摘要：以TiCl 3和氧化石墨（GO ）为原料，采用简便的原位液相法制备了TiO 2/石墨烯（RGO ）纳米复合材料。

利用XRD 、SEM 、XPS 和UV-Vis 光谱表征了其微观结构及性能，实验考察了复合材料光催化还原CO 2性能，探究了其光催化反应机理。

研究表明，TiO 2/石墨烯纳米复合材料具有显著的光催化还原活性，光催化反应产物选择性高，反应6．0h 甲醇的累积产量为3．43mmol /L ，石墨烯的协同效应提高了TiO 2半导体的光催化活性和反应效率。

关键词：TiO 2/石墨烯复合材料；光催化；协同效应；反应机理中图分类号：O643．36文献标识码：A 文章编号：1000-985X （2013）04-0762-06收稿日期：2012-10-14；修订日期：2012-12-12基金项目：河南省高校科技创新人才支持计划项目资助（2010HASTIT040）作者简介：周建伟（1966-），男，河南省人，教授，博士。

E-mail ：jwchow@163．com Preparation and Photocatalytic Performance of TiO 2/GrapheneNano-composite MaterialZHOU Jian-wei 1，2，WANG Chu-bei 1，CHU Liang-liang 1，ZHANG Ming-ying 3，SHI Lei 3（1．Institute of Energy and Fuel ，Xinxiang University ，Xinxiang 453003，China ；2．Department of Chemistry ，Tsinghua University ，Beijing 100084，China ；3．College of Chemistry and Engineering ，Xinxiang University ，Xinxiang 453003，China ）（Received 14October 2012，accepted 12December 2012）Abstract ：TiO 2/graphene composite photocatalyst has been prepared by a facile liquid phase deposition method using titanium trifluoride and graphene oxide as the raw materials．The products were characterized by X-ray diffraction ，scanning electron microscopy ，X-ray photoelectron spectroscopy and UV-Visible analysis．It was found that the reduction graphene was covered with petal-like anatase TiO 2nanoparticles ，which were more uniform and smaller in size．The photocatalytic activities were evaluated using the photocatalytic reduction of CO 2．Photocatalytic reduction of CO 2with H 2O in the aqueous phase is studied by using TiO 2/graphene catalyst under UV irradiation．The results showed that the compostie exhibitedsignificantly photocatalytic reduction activities and reaction products high selectivity ，reaction 6h methanol accumulated production for 3．43mmol /L．Graphene effectively improved the photocatalytic activity and reaction efficiency of the semiconductor ，and synergistic effect was obvious．Key words ：TiO 2/graphene composites ；photocatalysis ；synergistic effect ；reaction mechanism1引言人工光合成是CO 2转化和利用的创新技术，它利用太阳能激发半导体光催化材料产生光生电子-空穴，第4期周建伟等：TiO2/石墨烯纳米复合材料制备及其光催化性能研究763以诱发氧化-还原反应将CO2与水合成碳氢燃料。

三种碳材料上原位电沉积AuPt合金的催化性能刘通;张锦秋;安茂忠;杨培霞;王鹏【摘要】Ketjen black (KB) or graphene nanosheets (GNs) were supported on carbon paper (CP) firstly.Subsequently, in order to prepare air electrodes, AuPt alloys were electrodeposited on CP, CP/KB, CP/GNs substrates.It is found that the AuPt alloy particles are dispersed uniformly on the CP/GNs/AuPt air electrode, meanwhile the particle size is about 100 nm.The load mass of AuPt alloy catalyst was higher than others electrodes, meanwhile, the test of EDS exhibits that Au content and Pt content are 78.84％(n/n) and 21.16％(n/n), respectively.With a scan speed of 1 mV·s-1, the onset potential of linear sweep voltammograms (LSV) for oxygen reduction reaction (ORR) is 0.93 V in 0.1 mol· L-1 KOH solution.TheCP/GNs/AuPt air electrode exhibit enhanced electrocatalytic activity and stability for ORR in comparison with the CP/AuPt and CP/KB/AuPt electrodes, which is mainly attributed to the high conductivity, large specific surface area of the GNs.GNs facilitate the uniform electrodeposition and increase the load mass of AuPt alloy.Since GNs has some catalytic activity, the synergistic effect between the GNs and AuPt alloy particles improves the catalytic performance of the CP/GNs/AuPt electrode.%在碳纸(CP)及涂覆了碳粉科琴黑(KB)或石墨烯纳米片(GNs)的碳纸上,原位电沉积了AuPt合金,制备成CP/AuPt、CP/KB/AuPt、CP/GNs/AuPt三种空气电极.对比研究发现,以石墨烯纳米片为载体的CP/GNs/AuPt空气电极上,AuPt 合金载量高,颗粒分散均匀,粒径约为100 nm,Au和Pt的含量分别为78.84％(n/n)和21.16％(n/n).在0.1 mol·L-1 KOH溶液中氧还原反应的起峰电势为0.93 V,催化活性和稳定性优于其他两种空气电极.分析认为,石墨烯纳米片具有高导电性、高比表面积以及较多的缺陷活性位点,有利于AuPt合金在其上均匀电沉积且沉积载量较高,同时GNs本身具有一定的催化活性,两者能够产生协同催化作用,提高了CP/GNs/AuPt电极的催化性能.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2017(033)009【总页数】8页(P1587-1594)【关键词】氧还原反应;AuPt合金;石墨烯;催化活性【作者】刘通;张锦秋;安茂忠;杨培霞;王鹏【作者单位】哈尔滨工业大学化工与化学学院,工业和信息化部新能源转化与储存关键材料技术重点实验室,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学化工与化学学院,工业和信息化部新能源转化与储存关键材料技术重点实验室,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学市政环境工程学院,城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨 150090;哈尔滨工业大学化工与化学学院,工业和信息化部新能源转化与储存关键材料技术重点实验室,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学市政环境工程学院,城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨 150090;哈尔滨工业大学化工与化学学院,工业和信息化部新能源转化与储存关键材料技术重点实验室,哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学市政环境工程学院,城市水资源与水环境国家重点实验室,哈尔滨 150090【正文语种】中文【中图分类】TQ153.2;O643.36随着化石燃料的加速消耗和对可持续的绿色能源的需求不断增加，高效、低成本、环境友好的能量转换和存储系统被越来越多的研究人员所重视[1]。

石墨烯复合材料的制备、性能与应用摘要：纳米科学技术是当今社会科学中一个重要的研究话题。

它是现代科学技术的重要内容，也是未来技术的主流。

是基础研究与应用探索紧密联系的新兴高尖端科学技术。

石墨烯具有独特的结构和优异的电学、热学、力学等性能,自从2004年被成功制备出来,一直是全世界范围内的一个研究热点。

由于石墨烯具有巨大的表面体积比和独特的高导电性等特性,石墨烯及其复合材料在电化学领域中有着诱人的应用前景,因此,石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的研究是石墨烯材料研究的一个重要领域。

综述了石墨烯与石墨烯复合材料的制备及其在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池等电化学领域中应用的研究现状,展望了石墨烯材料的制备及其在电化学领域应用的未来发展前景。

关键词;复合材料纳米材料石墨烯正文;一，石墨烯复合材料的制备石墨烯是2004年才被发现的一种新型二维平面复合材料，其特殊的单原子层决定了它具有丰富而新奇的物理性质。

研究表明，石墨烯具有优良的电学性质，力学性能及可加工性。

石墨烯复合材料的制备是石墨烯研究领域的一个重要的课题，如何简单，快速，绿色地制备其复合材料，而又采用化学分散法大量制备氧化石墨烯,并采用直接共混法制备氧化石墨烯/酚醛树脂纳米复合材料。

通过AFM、SEM、FT-IR、TG等对其进行表征,结果表明,氧化石墨烯完全剥离,并在基体中分散均匀,而且两者界面相容性好,提高了复合材料的热稳定性。

通过高温热处理使复合材料薄膜在兼顾形貌的同时实现导电,当氧化石墨烯含量为2%(质量分数)时,其导电率为96.23S/cm。

采用原位乳液聚合和化学还原法制备了石墨烯和聚丙乙烯的复合材料。

研究表明PS微球通过公家方式连接到石墨烯的表面。

通过PS微球修饰后的石墨烯在氯仿中变现良好的分散性。

制备的复合材料具有优良的导电性，同时PS的玻璃化温度的热稳定性得到了提高。

本研究所提出的方法具有环境友好高效的特点，渴望被采用到其他聚合物和化合物来修饰石墨烯。

还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究摘要不论是在军事领域，还是民用领域，高性能吸波材料因具有厚度薄、质量轻、吸收强以及吸收频带宽的优点而具有潜在的应用价值。

在众多高性能吸波材料中，石墨烯凭借其较低的密度、超高的比表面积、优异的介电性能、机械性能和化学稳定性成为了吸波领域研究的热点，然而，石墨烯较高的介电常数使得其阻抗匹配特性极差，造成大量的电磁波被反射，进而导致其较差的吸波性能。

针对以上问题，本文以还原氧化石墨烯为基体，通过引入导电聚合物和核壳结构的纳米粒子来提升还原氧化石墨烯的阻抗匹配特性，从而增强其对电磁波的吸收；此外，为了探索其在实际过程中的应用，我们将制备的粉末状吸波剂均匀分散于环氧树脂中，对其吸波性能进行了研究。

具体研究内容和结果如下：（1）以苯胺功能化修饰的还原氧化石墨烯（rGO-An）为活性点，通过界面聚合法将纳米棒状的聚苯胺（PANI）接枝在rGO表面，形成还原氧化石墨烯共价接枝聚苯胺（rGO-g-PANI）复合材料。

当该复合材料在石蜡中的掺杂比为30wt%时，获得最优的吸波性能，在厚度为3mm时，最小反射损耗（RL）可以达到-45.2dB，有效吸收带宽能够覆盖4.4GHz，这表明PANI纳米棒的接枝明显能够改善rGO的吸波性能；此外，为了突出rGO和PANI纳米棒接枝的增强效果优于二者的物理吸附，我们将rGO/PANI复合材料和rGO-g-PANI复合材料的吸波性能作了对比，并且对其机理进行了探讨。

（2）以类沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-67）为芯材，以氧化锌（ZnO）为壳层，合成具有核壳结构的ZIF-67@ZnO纳米粒子，然后通过高温煅烧的方式，将ZIF-67中的有机物裂解掉，形成核壳结构的Co/NPC@ZnO纳米粒子，当30wt%的Co/NPC@ZnO纳米粒子混合在石蜡中时，该纳米粒子能够对电磁波产生最强的吸收效果；最后，我们将该纳米粒子与GO复合，通过水合肼的还原作用，形成rGO包裹Co/NPC@ZnO纳米粒子的三维网络结构，此三维网络结构的最小RL值为-45.4dB，有效吸收带宽为5.4GHz，而吸波剂的厚度仅有2mm，结合rGO的吸波性能，我们研究了Co/NPC@ZnO的增强机理。

高效、清洁的石墨烯负载的铂纳米团簇的合成在直接甲醇燃料电池的应用摘要石墨烯负载的铂纳米团簇是由一个高效、清洁的方法合成，使用这个方法时石墨烯氧化物和铂离子的前体会因为抗坏血酸而在一步法工艺中降低。

所得到的铂纳米团簇连接的石墨烯复合材料（PtNCs /石墨烯）通过X-射线衍射（XRD），场发射扫描电子显微镜（FE-SEM），透射电子显微镜（TEM）和能量色散X射线光谱（EDS）检测，可以直接显示，Pt纳米团簇可以成功的在石墨烯上形成,并很好地分布在石墨烯薄片的边缘和褶皱上。

进一步的电化学表征——包括循环伏安法（CV）和当前的方法表明：与普通的炭黑Vulcan XC-72和石墨负载Pt纳米团簇相比较，PtNCs /graphene具有明显更高的电催化活性和甲醇电氧化稳定性。

这将导致PtNCs/graphene进一步作为一种新的电极材料在直接甲醇燃料电池（DMFC）中的应用。

1.介绍几十年来，在直接甲醇燃料电池(DMFC)中，一直使用甲醇作为燃料而产生强化利益。

DMFC 与其他的燃料电池相比，主要的优点是它具有便携性、它所需的原料甲醇容易获得、它具有较高的能量密度——一个数量级大于压缩氢气。

然而甲醇交叉和中间物的毒效应,如一氧化碳(CO)对催化剂的毒性影响是影响DMFC在商业市场上应用的主要限制。

减少中间物产生的不良效应和提升催化剂效率是当前研究DMFC的主要问题。

在DMFC的甲醇氧化反应中主要选择铂作为催化剂，是由于它是在这个反应中催化活性最高的纯金属。

但是铂高昂的价格和自然界中的有限供应束缚了它在DMFC中的应用。

而铂不稳定的催化能力会产生具有毒效应的中间产物，是另外一个主要的障碍。

众所周知，催化剂的比活性主要取决于它们的分布和大小。

为了降低铂的负载和提高它的催化活性，可以控制铂的大小在纳米尺寸之类，这个方法也是最有效的。

由于具有很高的表面积体积比，拥有小而窄的分布特征的铂纳米粒子是高效电催化活性材料的理想当选者。

电催化氧还原反应的原位表征冯雅辰;王翔;王宇琪;严会娟;王栋【期刊名称】《电化学》【年(卷),期】2022(28)3【摘要】燃料电池作为一种电化学能量转换系统,具有能量转换效率高、清洁度高等优点。

氧还原反应(ORR)是燃料电池中重要的阴极反应。

目前,电催化剂仍是制约燃料电池进一步商业化的关键材料之一。

ORR反应催化机理的研究对于开发具有良好活性和高选择性的电催化剂具有重要价值。

近年来人们通过各种先进的原位表征方法深入研究了ORR催化剂的机理和催化过程。

本综述旨在总结用于原位表征技术应用于研究ORR反应机制的最新研究进展。

我们首先简要介绍各种原位技术在ORR研究中的优势,包括电化学扫描隧道技术、红外光谱、拉曼光谱、X射线吸收光谱、X射线衍和透射电子显微镜等。

然后,从催化剂的角度,总结了各种原位表征技术在催化剂形貌和电子结构演变以及催化过程中反应物和中间体的识别中的应用。

最后,展望讨论了该领域原位技术的未来发展。

【总页数】13页(P109-121)【作者】冯雅辰;王翔;王宇琪;严会娟;王栋【作者单位】中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室;中国科学院大学【正文语种】中文【中图分类】O64【相关文献】1.石墨烯载Pt纳米粒子的原位还原制备及氧还原电催化性能2.非质子介质中氧电还原的研究：Ⅲ.金属卟啉电催化氧还原及反应的研究3.铂/石墨烯氧还原电催化剂的共还原法制备及表征4.非质子介质中氧电还原的研究Ⅳ金属卟啉电催化氧还原产生超氧离子与2.4—二硝基氯苯亲核取代反应的动力学研究5.还原氧化石墨烯负载球形金属酞菁电催化阴极氧还原反应性能因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

氧化石墨烯负载金纳米颗粒及其催化活性研究吴菲;孙锡莹;高建平【摘要】在不外加任何还原剂的情况下,利用氯金酸和氧化石墨烯之间的氧化还原反应将金纳米颗粒成功负载到氧化石墨烯上,合成了金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料.利用透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)对复合材料进行了结构表征与形态分析,并研究了金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料对Suzuki-Miyaura偶联反应的催化效果.结果表明,通过调节氯金酸与氧化石墨烯的质量比,可以得到不同形状的金纳米颗粒；金纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料对Suzuki-Miyaura偶联反应具有很高的催化活性,并且很容易从反应体系中回收.%Au nanoparticles were successfully synthesized and loaded onto graphene oxide(GO) sheets by a redox reaction between HAuC14 and GO nanosheets without adding any additional reductant.The Au/GO nano-composites were characterized by transmission electron microscopy(TEM) and X-raydiffraction(XRD).Thecatalytic performance of Au/GO for Suzuki-Miyaura coupling reaction was studied.The experimental resultsshowed that the Au nanoparticles with different shape could be obtained by adjusting the mass ratio of HAuCl4 to GO.The Au/GO nanocomposites showed superior catalytic activity for Suzuki-Miyaura coupling reaction and they could be easily removed from the reaction system after use.【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2013(030)006【总页数】3页(P45-47)【关键词】氧化石墨烯;金纳米颗粒;催化活性【作者】吴菲;孙锡莹;高建平【作者单位】天津大学理学院化学系,天津300072;天津大学理学院化学系,天津300072;天津大学理学院化学系,天津300072【正文语种】中文【中图分类】O643.32;TB332金纳米颗粒具有独特的光学性质、表面等离子体吸收和共振效应、良好的稳定性和生物相容性，广泛应用于生物医学、电子材料、重金属离子检测、催化等领域［1，2］。

氮掺杂还原氧化石墨烯负载铂催化剂的制备及甲醇电氧化性能王丽;马俊红【摘要】Nitrogen-doped reduced graphene oxide materials (N-RGO) derived from pyrolysis of graphene oxide (GO)/polyaniline composites were used as a support for the immobilization of Pt nanoparticles. The morphologies and structures of N-RGO and Pt/N-RGO were comprehensively characterized by transmission electron microscopy (TEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), and Raman spectroscopy. The electrocatalytic activities of the as-prepared catalysts for CO stripping and methanol oxidation were investigated by cyclic voltammetry and chronoamperometry. The results showed that GO was reduced to multilayer graphene by thermal annealing accompanied with successful incorporation of N atoms into RGO. Moreover, the presence of the doped N atoms enhanced the surface defects and electrical conductivity of the RGO materials. Pt nanoparticles on N-RGO were more evenly dispersed, had better CO tolerance, and had higher activity/stability for methanol oxidation than those on RGO without N doping.%采用高温热解聚苯胺修饰的氧化石墨烯(PANI-GO)，得到了氮掺杂的还原氧化石墨烯碳材料(N-RGO)，以其负载Pt制备了Pt/N-RGO纳米结构电催化剂。

不同还原方法制备石墨烯及其电化学性能屈杨;汪伟伟;杨茂萍【摘要】采用Hummers改进法制备氧化石墨烯,分别选取水合肼、硼氢化钠、铝粉对所制备氧化石墨烯进行还原处理,用红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线电子能谱(XPS)对样品进行了结构、谱学、形貌表征,用高性能电池检测系统和电化学工作站对样品进行充放电测试、循环测试、CV测试和EIS测试分析.结果表明,所制备的氧化石墨烯分布相对均一、团聚现象较弱、片层厚度为1.107 nm、片层层数约为1～2层,C/O比为1.6.经过三种还原方法处理的石墨烯的含氧官能团在氧化石墨烯基础上都出现明显下降,C/O质量比分别提高到6.4、5.3、3.7.对三种不同还原方法制备的石墨烯(rGO/N2H4·H2O、rGO/NaBH4、rGO/AIP)进行电化学性能研究,导电性呈现rGO/N2H4·H2O＞rGO/NaBH4＞rGO/AIP趋势.导电性高,所制得的电池反应活性较高、极化较低,进而表现出较好的倍率和循环性能,GO/N2H4·H2O、rGO/NaBH4和rGO/AIP的0.2 C放电比容量分别为158.4、153.3和144.8 mAh/g;其中rGO/N2H4·H2O的导电性最高,表现出更好的倍率性能和循环性能,1C倍率保持95.5％、2C倍率保持仍能达到90.1％,0.2C@RT 800次循环后,容量保持率仍能达到95.3％,而rGO/NaBH4、rGO/AIP分别为91.1％和89.6％,相对较低.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2018(042)007【总页数】5页(P932-936)【关键词】氧化石墨烯;还原法;石墨烯;电化学性能【作者】屈杨;汪伟伟;杨茂萍【作者单位】合肥国轩高科动力能源有限公司,安徽合肥230011;合肥国轩高科动力能源有限公司,安徽合肥230011;合肥国轩高科动力能源有限公司,安徽合肥230011【正文语种】中文【中图分类】TM912.9石墨烯凭借其优异的理化性质，在超级电容器、电池、生物医学、萃取、传感器等多个领域表现出良好的应用潜力。

PT纳米团簇氧还原催化剂一、引言随着全球能源需求的增长和环境问题的日益严重，寻找高效、环保的能源转化和储存技术成为当今科研领域的热点之一。

氧还原反应（ORR）作为重要的能源转化过程之一，在燃料电池、金属空气电池等领域具有广泛的应用前景。

然而，传统的贵金属催化剂（如铂）存在价格昂贵、稀缺性和耐久性等问题，因此迫切需要开发替代的高效、低成本的催化剂。

二、PT纳米团簇催化剂简介PT纳米团簇催化剂是一种新型的氧还原催化剂，由铂（Pt）纳米团簇组成。

纳米团簇是一种尺寸在1-2 nm的纳米材料，具有高比表面积和丰富的表面活性位点，能够提供更多的反应活性中心，从而提高催化剂的活性和稳定性。

三、PT纳米团簇催化剂的制备方法3.1 溶剂热法溶剂热法是制备PT纳米团簇催化剂的一种常用方法。

首先，将铂前体（如PtCl4）与溶剂（如乙二醇）混合，在高温下进行热处理，通过还原和聚集作用形成纳米团簇。

该方法具有简单、易操作和高产率的优点。

3.2 水热法水热法也是一种常用的制备PT纳米团簇催化剂的方法。

将铂前体与水混合，在高温高压下进行水热反应，通过还原和聚集作用形成纳米团簇。

该方法具有较高的控制性和可扩展性。

3.3 其他方法除了溶剂热法和水热法，还有许多其他方法可以制备PT纳米团簇催化剂，如微乳液法、溶胶-凝胶法等。

这些方法具有各自的特点和适用范围，可以根据具体需求选择合适的方法。

四、PT纳米团簇催化剂的氧还原性能4.1 活性PT纳米团簇催化剂具有优异的氧还原活性，比传统的铂催化剂更高。

这是因为纳米团簇具有高比表面积和丰富的表面活性位点，能够提供更多的反应活性中心，从而提高催化剂的活性。

4.2 耐久性PT纳米团簇催化剂具有较好的耐久性，能够在长时间的使用过程中保持较高的催化活性。

这是因为纳米团簇具有较高的稳定性和抗中毒性，能够有效地抵抗催化剂的失活。

4.3 选择性PT纳米团簇催化剂具有良好的选择性，能够实现高效的氧还原反应而避免不必要的副反应。

氧化石墨烯复合α-MoO_(3)的制备以及电化学性能的研究王静;尚晨伟;董国涛;葛烨;李育飞;徐立新
【期刊名称】《化工新型材料》
【年(卷),期】2024(52)3
【摘要】通过水热法制备了α-MoO_(3)纳米棒前驱体,再通过退火的方式制备出超长α-MoO_(3)纳米棒(10μm),采用超声法将α-MoO_(3)纳米棒锚定在氧化石墨烯(GO)纳米网之间,制备三明治结构的GO@MoO_(3)纳米材料,对其进行物相形貌分析和电化学测试。

实验结果表明,根据恒电流充放电曲线,GO@MoO_(3)电极在1A/g时显示出高达370F/g的高比容量,远高于原始MoO_(3)电极214F/g的比容量;根据循环伏安曲线,与原始的MoO_(3)电极相比,GO@MoO_(3)电极表现出显著增强的比电容,在5、10、20、30、40和50mV/s下,比电容可分别高达805、594、479、430、394和355F/g)。

【总页数】5页(P76-80)
【作者】王静;尚晨伟;董国涛;葛烨;李育飞;徐立新
【作者单位】安徽理工大学材料科学与工程学院;浙江工业大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB33
【相关文献】
1.一步法制备的还原氧化石墨烯/二氧化锰复合材料形貌控制及其电化学性能
2.四氧化三钴/氧化石墨烯复合材料的制备及电化学性能
3.氢氧化镍/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其电化学性能
4.石墨烯/层状双氢氧化物复合材料的制备及电化学性能研究
5.硫化镍/还原氧化石墨烯复合材料的制备及电化学储能性能研究
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氮掺杂石墨烯的制备及氧还原电催化性能一、本文概述随着能源危机和环境问题的日益严峻，寻求高效、清洁、可持续的能源技术已成为全球科研工作者的重要任务。

作为新一代能源技术的重要组成部分，燃料电池和金属-空气电池等电化学能源转换装置因具有高能量密度和环保特性而备受关注。

在这些电化学能源转换装置中，氧还原反应（ORR）是关键步骤之一，其催化剂的性能直接影响到整个装置的能量转换效率和使用寿命。

因此，开发高效、稳定的氧还原电催化剂成为了当前研究的热点。

近年来，石墨烯作为一种新兴的二维纳米材料，因其独特的电子结构和物理化学性质，在电催化领域展现出巨大的应用潜力。

而氮掺杂石墨烯作为一种通过引入氮原子对石墨烯进行改性的材料，不仅保留了石墨烯原有的优点，还在电催化性能上有了显著提升。

氮掺杂石墨烯的引入可以改变石墨烯的电子结构，提高其对氧分子的吸附能力，从而优化氧还原反应的动力学过程。

因此，氮掺杂石墨烯被认为是一种具有广阔应用前景的氧还原电催化剂。

本文旨在探讨氮掺杂石墨烯的制备方法以及其在氧还原电催化反应中的性能表现。

我们将详细介绍氮掺杂石墨烯的合成方法，包括化学气相沉积法、热解法、溶剂热法等，并分析各种方法的优缺点。

我们将通过电化学测试手段，如循环伏安法、线性扫描伏安法等，评估氮掺杂石墨烯在氧还原反应中的催化性能，并探讨其催化机理。

我们还将讨论氮掺杂石墨烯在实际应用中所面临的挑战和可能的解决方案。

通过本文的研究，我们期望能够为氮掺杂石墨烯在氧还原电催化领域的应用提供有益的理论指导和实验依据，为推动新一代电化学能源转换装置的发展做出贡献。

二、氮掺杂石墨烯的制备方法氮掺杂石墨烯的制备是提升其氧还原电催化性能的关键步骤。

目前，常见的氮掺杂石墨烯制备方法主要包括化学气相沉积法、热处理方法、化学还原法以及原位合成法等。

化学气相沉积法是一种在气相中通过化学反应生成固态物质并沉积在基底上的方法。

在氮掺杂石墨烯的制备中，含碳和含氮的前驱体在高温下分解，碳原子和氮原子在基底上重新排列，形成氮掺杂石墨烯。

原位合成石墨烯负载的Co-P催化剂及光解水制氢郭跃萍;吕功煊【摘要】在石墨烯(GP)基底上利用光电子原位还原合成了具有非晶态结构的Co-P/GP光催化剂.通过X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征,证明所制备的催化剂在石墨烯载体上分散性好、粒径小,具有非晶态结构.由XPS表征了催化剂的表面电子状态.发现催化剂表面的Co和P主要是以还原态存在,有利于表面富集电子.经过曙红敏化,催化剂在可见光辐照下具有很好的光催化制氢性能.考察了不同物质的量之比nco∶np的制氢速率,当nco∶np =5∶1时,3h的平均制氢量为24.5 mmol·h-1·gco-1.考察了不同波长条件下催化剂制氢的量子效率,当波长为430 nm时,Co-P/GP催化剂的制氢量子效率AQE达到8.4％,比没有添加P的Co/GP 催化剂提高了1.5倍.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2016(032)007【总页数】6页(P1177-1182)【关键词】非晶态合金;光催化;原位合成;石墨烯;制氢【作者】郭跃萍;吕功煊【作者单位】中科院兰州化学物理研究所,羟基合成与选择氧化重点实验室,兰州730000;兰州大学化学化工学院,兰州 730000;中科院兰州化学物理研究所,羟基合成与选择氧化重点实验室,兰州730000【正文语种】中文【中图分类】O611.3随着石化能源的消耗和温室气体的大量产生，人们对清洁能源的需求越来越迫切[1-5]。

氢气作为一种可再生的清洁能源被科学家广泛研究，而在这些研究中，利用容易得到的太阳能来制备可储存的氢气显得非常有意义。

光解水制氢技术作为一种直接利用太阳能，并将其转变为清洁的二次能源，成为近年来的研究热点[6-10]。

由于石墨烯具有特殊的二维结构以及其类金属的良好电子传导性，使其非常有利于光生电子、空穴的分离和迁移，提高其量子效率。

所以在光解水制氢的研究中，作为电荷传输和分离的材料，石墨烯很受关注[11-19]。

氮掺杂碳纳米材料在氧还原反应催化剂中的研究进展摘要：长期以来，碳材料负载高分散的铂催化剂及其合金材料一直是商业化质子交换膜燃料电池（PEMFC）中氧还原反应和氢氧化反应十分有效的催化剂。

但由于Pt基催化剂成本高、电化学条件下稳定性差、易CO中毒以及氧还原反应（ORR）动力学迟缓等一系列问题，阻碍了其在燃料电池中的进一步应用和大规模生产。

相比之下，氮掺杂碳纳米材料具有低成本、高活性、高稳定性、环境友好等特点，这些优异的性能使其在燃料电池领域有着广阔的应用前景。

结合近几年国内外研究现状，综述了原位掺杂法、后掺杂合成法和直接热解法等3种氮掺杂碳纳米材料的制备方法，并分析了各自的优点和不足之处，及其作为ORR催化剂的研究进展。

最后，对未来氮掺杂碳纳米材料催化剂研究的主要发展方向进行了展望。

关键词：氮掺杂碳纳米材料；氧还原反应；燃料电池能源短缺和环境污染成为当今世界日益严重的问题，因此高效利用清洁可再生燃料发电的燃料电池越来越受到人们的关注。

燃料电池是一种利用催化剂将化学能转化为电能的电池装置，与一般电池不同，只要有燃料和氧化剂持续供给，它就能连续不断地放电，而不用反复充电［1-6］。

燃料电池中的电催化反应包括阴极氧还原反应（Oxygen reduction reaction，ORR）和阳极氢氧化反应（Hydrogen oxidation rection，HOR）。

质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cell，PEMFC）是一种应用前景更广阔的新能源发电装置。

由于其工作温度低、体积小，适用于电动汽车的动力源，被业内公认为是电动汽车的未来发展方向，已成为世界各国燃料电池研究的热点。

长期以来，碳材料负载高分散的铂金属（如Pt/C催化剂）及其合金材料一直是商业化PEMFC中氧还原反应和氢氧化反应十分有效的催化剂。

由于氧还原是多电子反应，其反应速率比氢氧化反应慢几个数量级，因此阴极需要比阳极更多的Pt基催化剂用来加速氧的还原［7-8］。

石墨烯的氧化还原法制备及结构表征
石墨烯是一种二维碳材料，具有优异的性能，如超强弹性、优良的热导率和电学性能等。

目前，主要的制备技术有氧化还原法。

氧化还原法是用氧化剂把石墨彻底分解成碳氧微粒，再用还原剂将碳氧微粒重组成石墨烯的技术。

其具体实现过程主要包括选择介质、制备原料碳原料悬浮液，合成悬浮液氧化/ 竞争性反应，滤液洗涤，单分子层稳定化吸附，水热处理法, 热处理，电解沉积等步骤。

氧化还原制备石墨烯的好处是可以制备灵活多变的微纳结构，如各种卷曲石墨烯，交织石墨烯和空心石墨烯等，尺寸可以调节范围从几纳米到几十纳米；另外，由于控制了还原反应，可以调节它的结构,例如碳冒号数量,棱镜样角等纳米特征，从而改变其物理性能；此外，氧化还原法可以在各种介质，如水、溶剂混合物、电解质、有机溶剂中实现绿色环保的合成。

可见，氧化还原法是一种有效的制备石墨烯的方法，它具有灵活的形状、微纳的结构、易于控制的参数和绿色环保的特点，使石墨烯在电子、力学和绝热方面具有广阔的应用前景。