夏浩海，张博稳，韩卓洒，罗迎新，邓晓清

(长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023)

在燃料电池中，阴极上使用的铂基催化剂因其在氧还原反应中高的催化活性，得到了广泛应用。但铂基催化剂也存在明显的缺点，如成本高、易中毒等，限制了燃料电池的进一步发展。因此，研发高活性、低成本的阴极非铂催化剂取代铂基催化剂成了急需解决的问题[1]。石墨烯因其优良的电导性以及巨大的比表面积，被认为是很有前景的非贵金属氧还原反应电催化剂材料。

石墨烯的制备方法有机械剥离法[2]、SiC外延生长法[3]、化学气相沉积法[4]、电化学法[5]、氧化还原法[6]、电弧放电法[7]等，其中氧化还原法最为普遍，其优点是原料来源广泛、反应条件简单、可大量制备[8]。氧化还原法得到的石墨烯溶液，在干燥的过程中，石墨烯会因其烯片层间的π键作用再次聚集，烯片层状增加降低了氧还原的活性[9]。因此，干燥方法对石墨烯的催化活性有着巨大的影响[10]。

作者以石墨为原料，通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO)溶液，再将GO溶液分别采用真空烘干干燥和真空冷冻干燥后经高温还原制备石墨烯，并通过扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、BET比表面积测试和三电极系统电化学性能测试比较两种石墨烯在形貌、物相结构、比表面积和电化学性能的差异及在氧还原反应中的催化活性，最后采用Koutecky-Levich法探讨两种石墨烯催化剂在氧还原反应中的催化机理。

1 实验

1.1 试剂与仪器

所用试剂均为市售分析纯。……