溶剂热/水热法制备MnOx@rGO纳米复合材料及其氧还原催化性能

摘要

氧还原催化剂是燃料电池和金属空气电池中影响其阴极性能的关键因素.采用溶剂热/水热法,以氧化石墨烯(GO),MnSO4和KMnO4为原料可控制备了两种锰氧化物(MnOx)和还原氧化石墨烯(rGO)复合材料(Mn3O4@rGO,MnOOH@rGO)并研究了其氧还原电催化性能.通过X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、热重(TG)等分析测试手段表征了Mn3O4@rGO与MnOOH@rGO的组成结构及形貌.结果显示,在制备过程中GO被还原为rGO,乙醇和水溶剂中分别形成Mn3O4纳米颗粒与MnOOH纳米棒,MnOx均匀生长在rGO表面.采用伏安曲线和旋转圆-环盘电极技术测试了所制备复合材料的电化学性能,并与无rGO负载的Mn3O4和MnOOH进行对比.结果表明,由于MnOOH和rGO的协同作用,MnOOH@rGO在碱性体系中表现出较好的催化活性及稳定性,可作为潜在的氧还原催化剂.