双电极电解法合成高效WO3-x/石墨烯析氧反应光电催化剂

将非贵金属氧化物与石墨烯复合在一起可以构建高活性的析氧反应电催化剂.为了减少传统合成方法的复杂性,本文设计了一种简便的电化学合成方法制备高效的WO3-x/石墨烯光电催化剂,通过双电极电解体系,将阴极的石墨剥离成石墨烯,钨丝阳极在还原性电解质溶液中部分转化为富含氧空穴的WO3-x.在所有合成的样品中,WO3-x/G-2表现出最佳的电催化析氧性能,在10 mA/cm2时过电位为320 mV(无iR补偿),优于商用RuO2(341 mV).随着光照的引入,WO3-x/G-2的活性大大增强,其过电位降低至290 mV,这主要受益于光电流效应产生的额外反应路径和光生载流子(h+)产生的额外活性位点.表征...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in化学物理学报（英文版） Vol. 36; no. 1; pp. 113 - 124
Main Authors 肖何, 高建如, 赵曼, 程晓茹, 薛首峰, 王晓霞, 陈雯雯, 贾建峰, 武海顺
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 山西师范大学化学与材料科学学院,教育部磁性分子与磁性信息材料重点实验室,太原 030000 2023
Subjects
Graphene
石墨烯
WO3-x
氧化钨
光电催化剂
Electrosynthesis
析氧反应
Photoelectrocatalyst
Oxygen evolution reaction
电合成
Online AccessGet full text
ISSN1674-0068
DOI10.1063/1674-0068/cjcp2110206

Cover

More Information
Summary:将非贵金属氧化物与石墨烯复合在一起可以构建高活性的析氧反应电催化剂.为了减少传统合成方法的复杂性,本文设计了一种简便的电化学合成方法制备高效的WO3-x/石墨烯光电催化剂,通过双电极电解体系,将阴极的石墨剥离成石墨烯,钨丝阳极在还原性电解质溶液中部分转化为富含氧空穴的WO3-x.在所有合成的样品中,WO3-x/G-2表现出最佳的电催化析氧性能,在10 mA/cm2时过电位为320 mV(无iR补偿),优于商用RuO2(341 mV).随着光照的引入,WO3-x/G-2的活性大大增强,其过电位降低至290 mV,这主要受益于光电流效应产生的额外反应路径和光生载流子(h+)产生的额外活性位点.表征结果表明,富含氧空穴的WO3-x和石墨烯都有助于提高析氧性能.WO3-x对析氧反应的活性影响由氧空穴浓度与粒径的协同作用决定.石墨烯不仅能够分散WO3-x纳米颗粒,而且能提高材料整体导电性,促进电子传输.该工作为设计高效析氧反应WO3-x/石墨烯光电催化复合材料提供了一种新思路和方法.
ISSN:1674-0068
DOI:10.1063/1674-0068/cjcp2110206