王亚光
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何则强
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龙秋萍
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熊利芝
中国有色金属学报
以高锰酸钾、草酸锰、石墨烯为原料，采用化学共沉淀法制备MnO2@graphene 复合材料，用X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、比表面测定等对其进行表征。以MnO2@graphene为MFC阴极氧还原反应催化剂，采用循环伏安法和电化学阻抗法研究MnO2@graphene催化电极对氧还原反应的催化活性。结果表明：粒度为400 nm 左右的 MnO2颗粒通过静电相互作用均匀而牢固地分散在纸片状 graphene 表面，形成MnO2@graphene复合材料。循环伏安测试结果表明：当扫描速率为5 mV/s时，虽然MnO2@graphene催化电极在pH为7.0的磷酸盐缓冲体系(PBS)的氧还原反应起峰电位比Pt/C催化电极负0.048V，但其峰电位(?0.440 V)与Pt/C催化电极的起峰电位(?0.434 V)接近。随着循环次数的增加，MnO2@graphene催化电极的起峰电位稍有下降，但峰电流密度下降很小，表明MnO2@graphene催化剂具有更好的氧还原催化活性和更优秀的循环稳定性。电化学阻抗实验发现：MnO2@graphene催化电极的电荷转移阻抗为12.6Ω，比同条件下Pt/C催化电极和MnO2催化电极的低，表明由于graphene增加MnO2的导电性，降低催化电极电荷转移阻抗，加快电子的转移速率，促进阴极氧还原反应。
关键词:
二氧化锰
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石墨烯
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氧还原反应
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催化活性
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微生物燃料电池
