Corrosion Resistance of Electrochemically Exfoliated Doped-Graphene Nanostructures
Notice bibliographique
Résumé
Graphene with its high conductivity and accessible surface area makes it an ideal material applicable as an adsorbent that can be electrochemically regenerated and reused over several cycles. However, it has been reported that corrosion causes degradation, weight loss and lifetime reduction of these adsorbents [1]. Most studies on corrosion mechanism in carbon materials has focused on highly porous and disordered materials used as catalyst supports for fuel cell electrodes. However, little work has been done to identify the corrosion mechanism in doped-graphene materials. The current study analyzes the corrosion resistance by using an accelerated corrosion protocol on electrochemically synthesized graphene samples with different doped heteroatoms including nitrogen and phosphorus. The accelerated corrosion protocol consisted of a potential steps whereby graphene was exposed to high potential for a few seconds for carbon corrosion to occur [2]. The corrosion mechanism and the degree of oxidation of the doped-graphene materials were characterized using cyclic voltammetry (CV), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Electroactive groups, changes in the double layer capacitance, and morphological changes were identified using these techniques. The stability of samples was determined for different samples using the accelerated corrosion test. Interestingly, the peaks associated with electroactive oxygen-containing surface groups were present and showed the extent of corrosion for both graphene samples before and after the test. A higher degree of corrosion was observed from the phosphorus doped-graphene as compared to the nitrogen-doped graphene. This was further confirmed from the corrosion current and percentage change in gravimetric capacitance. The implication of these findings suggest that the large distortion caused by the additional P-doping in the carbon lattice allows open edge sites and produces wrinkles [3]; thus providing more defective sites and facilitating corrosion. Further materials analyses are ongoing to fully elucidate this process in detail and support the results obtained from the electrochemical tests. References [1] F. Sharif, L. R. Gagnon, S. Mulmi, and E. P. L. Roberts, “Electrochemical regeneration of a reduced graphene oxide / magnetite composite adsorbent loaded with methylene blue,” Water Res., vol. 114, pp. 237–245, 2017. [2] F. Forouzandeh, X. Li, D. W. Banham, F. Feng, S. Ye, and V. Birss, “Understanding the Corrosion Resistance of Meso- and Micro-Porous Carbons for Application in PEM Fuel Cells,” J. Electrochem. Soc., vol. 165, no. 6, pp. F3230–F3240, 2018. [3] C. H. Choi, S. H. Park, and S. I. Woo, “Binary and ternary doping of nitrogen, boron, and phosphorus into carbon for enhancing electrochemical oxygen reduction activity,” ACS Nano, vol. 6, no. 8, pp. 7084–7091, 2012. Figure 1
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
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