锂氧电池双功能还原石墨烯-LaFeO3复合纳米催化剂的制备及性能

张晓茹 许跃峰 沈守宇 陈媛 黄令 李君涛 孙世刚

引用本文: 张晓茹,  许跃峰,  沈守宇,  陈媛,  黄令,  李君涛,  孙世刚. 锂氧电池双功能还原石墨烯-LaFeO3复合纳米催化剂的制备及性能[J]. 物理化学学报, 2017, 33(11): 2237-2244. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705231 shu
Citation:  ZHANG Xiao-Ru,  XU Yue-Feng,  SHEN Shou-Yu,  CHEN Yuan,  HUANG Ling,  LI Jun-Tao,  SUN Shi-Gang. Reduced Graphene Oxide-LaFeO3 Composite Nanomaterials as Bifunctional Catalyst for Rechargeable Lithium-Oxygen Batteries[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(11): 2237-2244. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705231 shu

锂氧电池双功能还原石墨烯-LaFeO3复合纳米催化剂的制备及性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21621091)和国家重点研发计划(2016YFB0100202)资助项目

摘要: 制备具有氧还原(ORR)与氧释放(OER)双功能催化活性的特殊孔道结构电催化剂是锂氧电池研究的挑战之一。本文以氧化石墨烯、硝酸铁、硝酸镧、柠檬酸为原料,结合溶胶凝胶和水热合成方法,制备出还原氧化石墨烯(RGO)与铁酸镧(LaFeO3)复合的双功能催化剂(RGO-LaFeO3)。X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和Raman光谱分析结果确认该复合催化剂由纯相钙钛矿结构LaFeO3和还原氧化石墨烯组成,扫描电子显微镜(SEM)观察到LaFeO3纳米颗粒均匀地负载在RGO片层表面。锂氧电池测试结果指出,相对于LaFeO3纳米粒子(NP-LaFeO3),RGO-LaFeO3催化剂具有更好的ORR和OER催化活性,归因于RGO特殊的三维导电多孔结构与LaFeO3纳米粒子的协同催化作用。以RGO-LaFeO3作为阴极催化剂的锂氧电池在限1000 mAh·g-1比容量、100 mA·g-1电流密度条件下,可实现36周稳定的充放电循环,展示出良好的应用前景。

English

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  • 收稿日期:  2017-02-17
  • 修回日期:  2017-05-15
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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