共掺杂三维石墨烯的制备及其电催化析氢性能的研究

来源期刊：功能材料2020年第3期

论文作者：吴智君 田奋扬 刘玉琪 欧安琪 罗洁

文章页码：3128 - 6295

关键词：三维石墨烯;共掺杂;电催化;析氢反应;

摘    要：选择天然石墨鳞片为原料,采用改进的Hummers法制备出氧化石墨（GO）,再以硫脲、硫酸亚铁和氯化镍为改性剂,利用化学还原法和自组装法制备了氮、硫、铁、镍共掺杂三维石墨烯电极材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线能谱（EDS）等测试手段对材料进行分析表征,研究了不同因素对其析氢反应活性（HER）的影响,并通过均匀试验设计确定了制备的最佳工艺条件。结果表明:所制备的电极材料具有丰富的孔结构和完整的三维结构,石墨烯片层间距为0.3734 nm,并且无明显垛叠团聚,在酸性条件下显示出较高的HER活性,在电流密度为10 mA/cm²时,析氢过电位为-158 mV,塔菲尔（Tafel）斜率为74.33 mV/dec。