Abstract Ball-milling is an effective method to decrease the size of carbide-derived carbon (CDC) grains, but milling might also affect other properties of CDC materials including but not limited to specific surface area (SSA), porosity, elemental composition and electrochemical properties. Thus, the goal of this work is to ball-mill various CDCs synthesised from silicon or titanium carbides and explore the effect of milling conditions on their physico-chemical and electrochemical properties. N2 physisorption studies reveal that small ZrO2 beads (0.5 mm in diameter) affect the SSA much less than bigger balls (5 mm in diameter) and the total porosity increases in the milled CDCs as compared to the initial microporous CDC materials referring to the formation of mesopores. Scanning electron microscopy (SEM) studies show that the morphology of the ground CDCs resembles that of submicron carbon powder. Slight changes regarding the total content of oxygen-containing groups on CDCs after grinding was confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). No significant change was observed between the activity of the initial and ball-milled CDCs towards the oxygen reduction reaction (ORR) in alkaline media by rotating ring-disc electrode (RRDE) method. The ORR on CDCs proceed via 2 + 2e− mechanism: O2 reduction to HO2− followed by further electroreduction of HO2− to OH−.

中文翻译：

---

碳化物衍生碳的球磨对碱性介质中氧电还原生成过氧化氢的影响

摘要 球磨是减小碳化物衍生碳 (CDC) 晶粒尺寸的有效方法，但球磨也可能影响 CDC 材料的其他性能，包括但不限于比表面积 (SSA)、孔隙率、元素组成和电化学特性。因此，这项工作的目标是对由碳化硅或碳化钛合成的各种 CDC 进行球磨，并探索球磨条件对其理化和电化学性能的影响。N2 物理吸附研究表明，小 ZrO2 珠（直径 0.5 毫米）对 SSA 的影响远小于较大的球（直径 5 毫米），并且与初始微孔 CDC 材料相比，研磨的 CDC 中的总孔隙率增加，指的是中孔。扫描电子显微镜 (SEM) 研究表明，磨碎的 CDC 的形态类似于亚微米碳粉的形态。X 射线光电子能谱 (XPS) 证实研磨后 CDC 上含氧基团的总含量略有变化。通过旋转环盘电极 (RRDE) 方法，在碱性介质中，初始和球磨的 CDCs 对氧还原反应 (ORR) 的活性没有观察到显着变化。CDC 上的 ORR 通过 2 + 2e− 机制进行：O2 还原为 HO2−，然后将 HO2− 进一步电还原为 OH−。通过旋转环盘电极 (RRDE) 方法，在碱性介质中，初始和球磨的 CDCs 对氧还原反应 (ORR) 的活性没有观察到显着变化。CDC 上的 ORR 通过 2 + 2e− 机制进行：O2 还原为 HO2−，然后将 HO2− 进一步电还原为 OH−。通过旋转环盘电极 (RRDE) 方法，在碱性介质中，初始和球磨的 CDCs 对氧还原反应 (ORR) 的活性没有观察到显着变化。CDC 上的 ORR 通过 2 + 2e− 机制进行：O2 还原为 HO2−，然后将 HO2− 进一步电还原为 OH−。