一步光化学合成过渡金属-石墨烯杂化材料用于电催化

摘要： 对于水分解等可再生能源的广泛应用而言，开发出大规模、低成本且安全环保的电催化剂仍是一项重大挑战。本研究报道了一种通过光还原一步法合成过渡金属纳米颗粒-石墨烯复合材料的α-氨基烷基自由基应用方案。当暴露于UVA紫外光时，有机光催化剂2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-(吗啉基)丙酮(I-907)会发生Norrish I型光解反应，生成具有强还原性的α-氨基烷基自由基。我们首次证实该自由基能还原氧化石墨烯(GO)，并成功制备出石墨烯负载四氧化三钴纳米颗粒(Co3O4NP-rGO)。这些α-氨基烷基自由基同时还原GO和Co2+盐，后者在带负电的GO片层上成核并生长形成纳米颗粒。所得Co3O4NP-rGO对析氧反应(OER)表现出优异的催化活性与稳定性。本研究开创了一种可制备地壳丰量过渡金属电催化剂的新环保合成工艺。