韩国仁荷大学和韩国成均馆大学--结构工程策略在分级结构的石墨烯上制备超薄ReS2用于增强氧还原反应
这里,通过合理的结构工程策略构建了二元异质纳米片,由超薄ReS2纳米片和还原型氧化石墨烯(RGO)组成,包括二维(2D)“片-片”结构(2D ReS2/RGO)或三维分级结构(3D ReS2/RGO)。在制备得的3D ReS2/RGO异质纳米片中,超薄ReS2纳米片通过Re-O键以垂直方向桥接在RGO表面上,这赋予了该异质纳米片具有开放的框架和分级的多孔结构。与2D ReS2/RGO不同的是,3D ReS2/RGO具有丰富的活性位点和通道,便于有效的电解质离子传输。加之,3D ReS2/RGO结构对含氧中间体的超强亲和力,这使得3D ReS2/RGO异质结构具有出色的氧还原性能,有望用于燃料电池和金属空气电池中。
Figure 1.(a)3D ReS2/RGO异质纳米片的示意图。(b)SEM图像和(c)AFM图像。(d)TEM图像,(e)HR-TEM图像和(f)元素映射图像。(g)二维ReS2/RGO异质纳米片的示意图和(h)SEM图像,(i)TEM图像和(j)HR-TEM图像。
Figure 2. 3D ReS2/RGO异质纳米片和2D ReS2/RGO异质纳米片的(a)Re 4f和(b)S 2p的XPS光谱。(c)3D ReS2/RGO异质纳米片和2D ReS2/RGO异质纳米片的结构示意图。
Figure 3. 2D ReS2/RGO和3D ReS2/RGO异质纳米片的电化学性质表征。(a)CV曲线比较。(b)LSV曲线比较。(c)Tafel斜率比较。(d)充电电流密度差(Δj= ja-jc)与扫速的线性关系。(e)从LSV曲线得出的K-L图。(f)不同样品的计时电流曲线。
Figure 4.(a)ReS2/RGO和(b)ReS2在碱性介质中进行ORR反应过程中的自由能图。(c,d)ReS2/RGO和(e,f)ReS2表面对O *和OH *中间体的结构和吸附能。
该研究工作由韩国仁荷大学Hyung Chul Ham和韩国成均馆大学Ho Seok Park课题组于2021年发表在ACS Nano期刊上。原文:Structural Engineering of Ultrathin ReS2 on Hierarchically Architectured Graphene for Enhanced Oxygen Reduction。