Простой синтез катализатора, не содержащего благородных металлов, на основе оксида графена, легированного азотом, для реакции восстановления кислорода

Продемонстрирован простой метод механохимического синтеза эффективного безметалльного электрокатализатора для реакции восстановления кислорода. Азотсодержащий углеродный материал получали путем измельчения смеси оксида графена и меламина в планетарной шаровой мельнице. Полученный материал характеризовали методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS), электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), а также рамановской и инфракрасной (ИК) спектроскопии. Концентрация азота на поверхности N-bmGO составляла 5,5 ат.%. Было показано, что обогащенный азотом графеновый материал (NbmGO) обладает высокими значениями потенциала полуволны −0,175 и −0,09 В и высокой активностью в качестве электрокатализатора реакции восстановления кислорода. Электрокаталитическую активность NbmGO можно связать с высокой концентрацией активных центров адсорбции молекул кислорода на его поверхности. Высокая сохранность тока (93% в течение 12 ч) после непрерывной поляризации свидетельствует об отличной долговременной стабильности NbmGO.