氧化石墨烯基钴卟啉复合材料的电催化析氢反应

制备了5,10,15,20-四(苯基)卟啉钴配合物(CoTPP), 并利用该配合物与氧化石墨烯(GO)的π?π堆积作用组装了CoTPP/GO电催化产氢复合材料. 研究发现, 当CoTPP与GO的质量比为1∶15时, 复合材料的性能最佳. 该材料的拉曼和扫描电子显微镜结果显示, 与GO相比, CoTPP/GO复合材料表面的无序程度增加, 形貌改变有利于促进反应体系的电荷迁移与分离; 交流阻抗测试结果显示, 阻抗值由GO的1180 Ω降低为CoTPP/GO材料的734 Ω; 电化学测试结果显示, 析氢起始过电位由-761 mV降低为-337 mV, 塔菲尔斜率由296 mV/dec 降低至174 mV/dec, 法拉第效率却由23%提高至87%. 加入二苯硫醚(SPh₂)轴向配体后, CoTPP(SPh₂)/GO材料的析氢起始过电位进一步降低至-235 mV, 塔菲尔斜率降低至163 mV/dec, 法拉第效率提高至94%. 研究结果表明, 通过氧化石墨烯与金属卟啉的非共价键自组装是构筑石墨烯基电催化产氢材料的一个有效途径.