石河子大学陈龙副教授课题组：NiCo2O4附着在N，S共掺杂的氧化石墨烯纳米片应用于多种重金属离子同时检测及HER催化

【研究背景】

为了寻求高效率，低成本的修饰电极材料，NiCo双金属氧化物引起了人们的广泛关注。其具有M(II)/M(III)混合价态及富氧化还原能力的优点，但是其自身导电性以及易积累的缺陷限制了其进一步发展。因此，设计与N，S共掺杂的氧化还原石墨烯复合对于NiCo₂O₄应用在重金属离子检测及催化领域有重要意义。

【工作介绍】

近日，石河子大学陈龙课题组等人利用水热及热处理过程制备了NiCo₂O₄附着在N，S共掺杂的氧化还原石墨烯（NCO/N,S-rGO），将其应用在重金属离子检测及HER催化领域。其单独检测Cd(II)，Cu(II)和Hg(II)的灵敏度分别为2.38 μA μM^-1，10.90 μA μM^-1和5.41 μA μM^-1；应用在HER领域在10 mA cm^-1时过电位为107 mV。同时阐述了NCO/N,S-rGO重金属离子检测机理及HER催化作用机理。该文章发表在国际顶级期刊Chemical Engineering Journal（doi.org/10.1016/j.cej.2021.133854）上，庞建祥硕士（研究生）为论文第一作者，陈龙副教授为论文通讯作者。

【内容展示】

图文摘要

图1 制备示意图及SEM，TEM，SAED，Mapping表征

图2 XRD, Raman, XPS, EPR表征

图3 电化学性能测试及其检测机理介绍

图4 稳定性、抗干扰性及其在实际水样中的测试

图5 HER电化学性能测试及其催化机理

【结论】

通过水热后进行煅烧成功地合成NCO/N, S-rGO复合材料。由于NCO与N, S-rGO的协同作用, NCO/N, S-rGO大量的氧空位和吡啶N含量在HMIs检测和HER活性方面均表现出优异的电催化性能。本研究提供了一种简单的多功能应用催化剂的制备方法并且帮助大家进一步了解HMIs检测和HER催化的机制。

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Jianxiang Pang, Haihai Fu, Wenwen Kong, Rong Jiang, Jiahui Ye, Zeyu Zhao, Juan Hou, Kaisheng Sun, Yang Zheng, Long Chen, Design of NiCo₂O₄ nanoparticles decorated N, S co-doped reduced graphene oxide composites for electrochemical simultaneous detection of trace multiple heavy metal ions and hydrogen evolution reaction. Chemical Engineering Journal 2021, DOI:10.1016/j.cej.2021.133854

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721054279