《表1 近期发表的α-MnO2氧还原性能比较》

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《亚铁离子刻蚀α-MnO_2纳米棒的制备及其氧还原性能的研究》

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图3为α-MnO2-raw、α-MnO2-20%和α-MnO2-30%的氧还原性能图。由图3a的CV曲线可见，3个样品均出现了明显的还原峰，表明3种样品作为电催化剂确实催化还原氧气，发生了氧还原反应。其中还原峰的电势正向移动，表明样品可能具有更加优异的ORR活性。CV测试结果表明，3个样品的氧还原催化活性由大到小顺序为α-MnO2-20%、α-MnO2-raw、α-MnO2-30%。图3b的LSV曲线中，通常取电流密度为3 mA/cm2处的半波电位作为比较。由图3b可见，α-MnO2-20%相较α-MnO2-raw的（0.75 V）和α-MnO2-30%(0.73 V）具有更正的半波电位（0.79 V），表明MnO2-20%具有最优的ORR催化活性，且α-MnO2-30%性能劣于刻蚀前的原材料。从3个样品LSV曲线的起始电位来看，α-MnO2-20%明显优于其他2个样品，起始电位表明ORR的动力学过程快慢顺序依次为α-MnO2-20%、α-MnO2-raw、α-MnO2-30%，这也表明20%的刻蚀处理显著加快了原材料氧还原反应的动力学过程。从扩散控制的极限电流的角度分析，刻蚀过的2个样品相近且极限电流密度都略小于刻蚀前的样品，表明刻蚀会导致材料导电性的下降。图3c进一步反映了3种样品在催化ORR反应的动力学过程中，α-MnO2-20%塔菲尔斜率为74.5 mV/dec小于α-MnO2-30%的84.5 mV/dec和α-MnO2-raw的84.6 mV/dec，进一步佐证了α-MnO2-20%具有更加快的ORR动力学过程。由图3d的Ⅰ～Ⅴ曲线可以看出，通过对比3个样品的斜率，发现随着刻蚀程度的加深样品的导电性逐渐下降。这也与LSV测试中极限电流密度下降的实事相符合。为了更好地比较样品的氧还原性能，表1列出了已发表的同类材料的ORR活性数据作为参照。