石墨烯负载四硫化三钴复合物氧还原催化剂的制备与性能

摘要

选取二氯化钴和硫脲为钴源和硫源,以自制的还原氧化石墨烯(rGO)为载体,采用回流法在乙二醇溶剂中一步合成出Co_(3)S_(4)/rGO复合物。利用X射线衍射、扫描电镜和拉曼光谱(Raman)等手段对催化剂进行结构与形貌表征。结果表明:Co_(3)S_(4)/rGO样品中生成了具有立方结构的Co_(3)S_(4)细小晶粒,生长在rGO上的Co_(3)S_(4)晶粒发生聚集,具有较好的分散性。Co_(3)S_(4)/rGO的拉曼谱图的峰强比(I_(D)/I_(G))为0.92,Co_(3)S_(4)对石墨烯结构无明显影响,石墨烯起到载体作用。在0.5mol/L H_(2)SO_4电解液中,线扫伏安测试表明,Co_(3)S_(4)/rGO催化剂具有良好的氧还原催化性能,氧还原起始电位为0.75V(vs.RHE),在动力学电位区,Tafel斜率和传递系数分别为119.5mV和0.49,氧分子在Co_(3)S_(4)/rGO催化剂上按四电子机理直接还原成水。