首届奇材馆先进材料评选竞赛

展品名称：氮磷共掺杂多孔还原氧化石墨烯

材料类别：微纳米材料

创作者名称：成超

所属学校：江苏大学

参赛论文：Green synthesis of N, P-co doped porous reduced graphene oxide as an active metal-free electrocatalyst toward oxygen reduction reaction

科研笔记：

科研小白的科研随想

       儿时曾读过一个小河马过河的寓言故事，大意是说林中有一小河马，想要渡河，但不知河水深浅，故向森林中的其他伙伴请教。老牛说：“水很浅，刚没过小腿，能趟过去。”但松鼠说：“水很深，我的一个伙伴就是掉在这条河里淹死的！”向左的意见让它一时不知如何抉择，故去问它的妈妈。妈妈告诉它，如果你一定要渡河，那你可以试试。在妈妈的鼓励下，小河马顺利趟过河，到达彼岸。当时，我觉得小河马有点蠢萌，但现在我切实认识到背后的道理，即实践出真知，路在探索者的脚下延伸。

       刚开始自己研究生生涯的自己，完全是一个科研小白，对实验室的各种药品、各种仪器均一无所知，因此，我从头学习，培养好的科研习惯，学习安全实验知识，了解实验原理。在师兄的指导下，我学着学习使用hummer法在实验室合成我们需要的实验原料—氧化石墨烯（那时候不知道市面上有商业的氧化石墨烯出售）。正如古人说的，知易行难，氧化石墨烯的合成过程使用了强酸和强氧化剂，且对合成过程中的温度较为敏感，因此，我反反复复做了四次，才第一次成功合成氧化石墨烯。那一瞬间，心情是极其愉快的，但是随后也归于平静。那次经历也真切地让我明白掌握知识到合成实物，需要用心、细心和耐心，稳扎稳打，步步为营，方得始终。

       搞定原料的制备是万里长征第一步，对氧化石墨烯的处理，合成高性能的氧还原催化剂，需更多的想法，更多的实验。在实验初期，我用尿素作为氮元素的前驱体，辅以维生素C作为还原剂，制备氧还原电催化剂。但是我发现，以尿素为前驱体，无论怎么调节尿素的含量，氧化石墨烯的浓度，以及最后的热解温度，其最终的电催化性能都不如人意。那段时间，因为我自己的知识储备不足，面对此情形束手无策。但是，老师在组会中提醒了我，既然一种前驱体不行，为什么不设法提高杂原子含量，引入第二种杂原子，或者直接掺入金属呢？此话一语惊醒梦中人，因此，我多多阅读相关文献，大胆尝试，使用了磷酸氢二铵，氟化铵，ZIF67等等，与之前制备的材料进行符合，结果发现与磷复合后的材料性能达到预期。因此，我认为想要获得理想的结果，更好的策略是站在前人的肩膀，多听优秀同行的建议，大胆实验，大胆实操，往往才能事半功倍。

       将实验成果撰写成论文代表着一个科研过程的阶段性结束。看文献的时候，觉得文献的写作不过如此，但我真的下笔写的时候，才明白书到用时方恨少。初次写作，我在很多地方都“爆了雷”。例如在陈述自己的数据时，总是会下意识地使用一般过去时，而在与已发表的工作对比时，却总是用一般现在时。在机理解释的部分总是罗里吧嗦，不能言简意赅，而在需重点突出的地方，有时却一笔带过。很感谢师兄的修改和老师的精修，对比前后，我切实地感觉初稿真的很烂，差劲到一眼可以挑出五六个错误。回头总结：一篇优秀文章，必要要有紧密的上下文逻辑，正确地使用语法，合理地解释性能与结构的关系，低调但是必须突出的文章创新点。没有人天生优秀，科研工作也是，从无到有，从一般到卓越，从浅薄到深入，路在探索者的脚下延伸。

       回眸自己的科研之路，也确实感受到了其中的艰辛。但正如罗曼罗兰所说：“世界上只有一种英雄主义，即认识了这个世界的现实，并依然热爱它。”科研工作是探索未知，其过程定然不易，我的经历也是如此。但干一行爱一行，既然选择了科研，就只管风雨兼程，面对未知的一切，我当勇于实践，勇于求知，勇于探索新道路。

展品简介/创新点：

 1） 使用廉价易得的无机肥料作为氮和磷的前体；2） 通过非模板方法将二维氧化石墨烯纳米片转变为三维结构；3） 通过灵活调节热解温度，可以很容易地调节催化活性中心的结构； 4） 热解温度为1100℃时，NP-PrGO的ORR活性远好于大多数报道的非金属氧还原催化剂，与商业Pt/C相当；5） NP-PrGO具有良好的甲醇耐受性和优异的长期稳定性。

性质：

黑色粉末，不溶于水，微观结构呈疏松多孔状，缺陷程度高，氧还原性能优异。

展品应用领域：

催化剂

展品参数：

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自陈武峰科学网博客。

链接地址：https://m.sciencenet.cn/blog-66736-1306214.html?mobile=1

收藏

分享