非晶态硼化物Ni-Fe-Co-B的合成及电催化析氧性能

电解水制氢是绿色氢能源研究中的热点课题。其中，析氧半反应较高的过电位是导致电解水动力学缓慢的主要原因。为了提高电解水制氢的效率，本文主要通过简单的液相合成方法，以硼氢化钠和过渡金属Ni，Fe，Co盐为原料，制备了非晶态的过渡金属硼化物Ni-Fe-Co-B，将其作为析氧半反应催化剂。对Ni-Fe-Co-B进行了SEM、TEM、XRD、XPS和电化学表征。结果表明，非晶态催化材料Ni-Fe-Co-B被成功合成，当n(Ni)∶n(Fe)∶n(Co)=1∶1∶1，电流密度为20 mA/cm2时，Ni-Fe-Co-B的过电位仅为299 mV，Tafel斜率为101 mV/dec。在0.47 V的恒电压测试下，Ni-Fe-Co-B具有12h以上的稳定性。     

MoS2@CP纳米片制备及其电催化产氢性能的研究

MoS2由于其优越的电催化产氢性能而引起关注,由于团聚和电导性较差导致其催化性能被阻碍.研究了碳纸上垂直生长的MoS2纳米片.通过水热和高温碳化的方法合成了MoS2@CP纳米片.合成的MoS2@CP提高了MoS2电导率,减少了坍塌,从而提高了其电催化性能.MoS2@CP的塔菲尔斜率为73.74 mV/dec,起始电压为77.9 mV,电流密度为10 mA·cm-2时的过电压为-118.6 mV,经过1000次循环,在0.5 mol/LH2SO4中,MoS2@CP具有优越的稳定性.     

Ni/CrN高效电催化剂的制备及其析氢催化性能

氢能是一种具有高能量密度的清洁能源,如何有效的开发绿氢技术是当前社会首要解决的问题,而研发高效稳定的电解水产氢技术的电催化剂是一种可行性的方式,对促进氢能经济的发展具有重要的意义。通过水热-高温热解两步法合成了一种氮化铬支撑镍纳米颗粒的催化剂(Ni/CrN)。利用XRD、XPS、SEM以及TEM等测试手段对催化剂的形貌及结构进行表征,并在碱性环境下对催化剂进行电催化析氢性能的研究。结果表明,Ni/CrN形成了具有珊瑚状的微观结构,优化了电子结构,并且表现出了优异的析氢反应(HER)催化性能,在10 mA/cm²的电流密度下,Ni/CrN催化剂仅有66 mV的过电位和47 mV/dec的Tafel斜率,十分接近商业的Pt/C催化剂的析氢性能。在10 mA/cm²电流密度的循环稳定性测试中,Ni/CrN表现出比商业Pt/C电极更优越的催化稳定性。     

银纳米粒子的制备及其电催化析氢的研究

通过低温水热法制备了银纳米粒子。分别采用X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对银纳米粒子的结构和尺寸进行了表征,结果显示银纳米粒子为立方晶相,尺寸约为70 nm,其表面展现出棱边但不是规则的立体形貌。将银纳米粒子用于电催化析氢性能测试,结果表明,纳米银在酸性条件下对析氢反应表现出一定的催化活性和稳定性,在10 m A/cm2电流密度下的过电位比块体银小100 m V,且塔菲尔斜率比块体银的小13 m V/dec。     

双金属磷化物NiCuP的制备及其光催化产氢性能研究

过渡金属磷化物材料具有半导体材料和金属的特点,被证明是一种高性能的催化剂,可以替代一些经典的贵金属材料用于光催化分解水产氢。在本文中,采用次磷酸盐热还原法制备高性能的光催化剂磷化镍铜（NiCuP）,并着重讨论了光敏剂、牺牲剂、催化剂用量对光催化分解水产氢性能的影响。结果表明,通过这种简单方法制备出的磷化镍铜（NiCuP）具有很高的催化活性,且在最优条件下光照20 h,产氢性能最高,其产氢量为0.259 0 mmoL。因此,此方法可以为过渡金属磷化物的制备和研究提供实验数据和参考。     

基于MOFs的衍生物及其电催化析氧性能的研究

析氧反应(OER)在电化学水裂解中扮演着重要的角色,为可持续生产氢能提供更可行的途径。以金属有机框架(MOFs)作为模板所得到的衍生物具有可调控的结构/成分、高表面积以及有序孔道结构等优点。综述了近年来MOFs基衍生物在OER应用中的研究进展,所展示的实例将为制备高活性MOFs基衍生物提供参考。最后,展望了MOF基电催化剂工程化所面临的挑战和前景。     

金属磷化物电催化产氢的研究进展

氢气被认为是能替代传统化石燃料的一种新型能源,因此众多研究者试图寻找一种绿色方便的制氢技术,其中电解水产氢受到广泛关注,而电解水使用的催化剂是一些贵金属催化剂(Pt、Pd等),这就极大的增加电解水技术的成本,因此需要开发一种非贵金属催化剂。最近,过渡金属磷化物被认为是高活性、耐久性、高稳定性可替代贵金属的高性能催化剂,本文主要总结了金属磷化物作为电催化剂在电解水中的研究进展、趋势和挑战。     

NiCoP/NSRGO复合材料的制备及其电催化性能研究

采用简单的水热法制备了大比表面积的层状磷化钴镍/氮、硫双掺杂还原氧化石墨烯(NiCoP/NSRGO)复合催化剂.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪对所制备的催化剂微观形貌和结构进行表征;利用线性扫描伏安法、循环伏安法和电化学阻抗谱对催化剂进行电化学测试.结果表明,NiCoP/NSRGO复合催化剂具有良好的...     

Co9S8-CuS纳米片阵列的电沉积制备及其电催化产氧性能研究

过渡金属硫化物因其制备简单、导电性好以及具有丰富的氧化还原性质被广泛用作电催化剂。在导电基底上原位生长复合材料被认为可有效提高催化剂的电催化性能。基于此,利用简单、可控的电沉积法,以泡沫铜作为导电基底,以硝酸铜和硝酸钴作为铜源和钴源原位制备了Co_9S_8-Cu S纳米片阵列。在三电极体系中,将Co_9S_8-Cu S纳米片阵列作为阳极在1 mol/L KOH溶液中得到了优异的电催化析氧性能,Co_9S_8-Cu S纳米片阵列获取50 m A/cm~2电流密度所需的过电位仅为370 m V,其Tafel斜率低至108 m V/dec,其优异的电催化析氧性能归因于较大的催化活性面积以及复合材料中Co_9S_8与Cu S之间的协同作用。     

二维金属有机框架及其衍生物用于电催化分解水的研究进展

氢能是一种具有发展前景的可再生清洁能源,电催化分解水是产生氢气的有效途径,设计高效、经济的分解水电催化剂对促进可再生能源的发展至关重要。二维金属有机框架材料(MOFs)具有独特的二维层状结构和灵活可调的化学组成,近年来被广泛应用于电催化分解水领域。二维金属有机框架材料可进一步衍生形成氧化物、磷化物、硫化物、金属-碳复合物等材料,也表现出良好的电催化分解水性能。通过组分调节和结构调控能有效地优化二维金属有机框架及其衍生的材料的本征活性和反应动力学特性,进而提高其电催化性能。此综述介绍了二维MOFs材料及其衍生物在电催化水分解领域的最新研究进展,并展望了其未来研究方向和发展空间。     

钼钴二元硫化物制备及其电解水性能研究

为提升硫化钼全解水的催化能力,采用一步电沉积的方法在镍钴氧化物（NCO）基底上成功制备了钼钴二元硫化物复合电极,研究了添加剂、钼钴物质的量比和沉积时间对电极电催化性能的影响。实验结果表明,采用氟化铵作为添加剂、钼钴物质的量比为5∶7且沉积时间为750 s时,制备的Mo₅Co₇S_x@NCO-750电极具有最佳电催化活性,其析氢反应（HER）过电位和Tafel斜率分别为115 mV和67 mV/dec,析氧反应（OER）过电位和Tafel斜率分别为259 mV和42 mV/dec,全解水时槽压为1.61 V。复合电极电催化性能的提升一方面得益于钴的引入,在硫化钼中形成了高导电性和高催化活性的异质界面,另一方面材料中还存在丰富的具有优异电催化活性的缺陷位点。     

自支撑三金属磷化物的制备及其电催化析氧性能研究

氧气析出反应(OER)是可充电金属-空气电池和电解水应用中的关键步骤,因此,开发高效低成本的氧气析出催化剂对可再生和清洁能源系统具有重要意义。合成了由镍泡沫支撑的具有多孔形态的三元过渡金属磷化物纳米针(FeCoNiP/NF),得益于FeCoNiP/NF独特的3D网络骨架和纳米多孔结构,增加了活性位点的暴露性和可及性,其在碱性介质中表现出了出色的氧析出电催化活性,远优于商业化氧析出电催化剂RuO2。     

电催化析氢催化剂研究进展

氢能热值高和环境友好性强等特点使其成为未来能源界最具发展潜力的能源之一。电催化析氢反应（hydrogen evolution reaction,HER）作为一种绿色、可持续的产氢方法成为近年来广泛研究的主题。发展高性能、低成本、高活性的析氢催化剂是目前该领域面临的主要挑战。本文总结了近年来高性能催化剂用于HER反应的进展,重点介绍HER反应的基本原理,评估HER催化剂催化性能的典型方法,过渡金属以及化合物、非金属催化剂以及单原子催化剂等电催化析氢催化剂的最新研究进展,系统讨论了催化活性与催化剂形态、结构、组成和合成方法之间的联系,并对催化剂的合成策略、活性位点的固有活性、如何提高活性中心的内在活性和活性位点的数量进行了展望。     

电催化水分解制氢阳极关键材料的研究进展

电催化水分解制氢是目前实现大规模制氢的有效手段,但是阳极电催化析氧反应因其较高的反应能垒导致电催化制氢过程中大量的能源被消耗,严重阻碍了其工业化应用,所以开发高效的析氧电催化剂对制氢工业的推进有着重要的意义。对近年来过渡金属磷化物、硫化物以及硒化物在电催化析氧反应中的研究进行了综述,最后对非贵金属析氧电催化剂的研究趋势进行了展望。     

PdCu/介孔石墨烯纳米片的制备及电催化性能

铂(Pt)及铂基材料是改善氧还原反应(ORR)和甲醇氧化反应(MOR)中动力学的高效催化剂,但Pt的低储量和高成本限制了其大规模应用,设计新型的无Pt高效电催化剂被认为是开发商业化燃料电池的核心挑战.采用MCM-22分子筛为硬模板,蔗糖为碳源,制备出介孔石墨烯纳米片(MGN),并且采用简单的化学还原法将小尺寸的PdCu...     

硫化物催化剂电催化析氢性能的研究进展

当今社会,清洁能源取代化石原料能源是一种主流趋势,制备清洁能源成为当下的热门话题。氢气作为优良的清洁能源,具有可再生、绿色环保、来源广泛等优点,成为制取的首要目标。常见的高效制氢方法是电催化析氢法,实验室中传统电析氢催化剂主要以贵金属为材料,因贵金属数量少且价格贵,以非贵金属材料硫化物代替价格昂贵的贵金属材料为切入点进行研究制取硫化物析氢催化剂,然而硫化物析氢催化剂相比于贵金属催化剂有着导电性能差、易聚团等缺点,针对以上问题进行研究,通过合成多种硫化物,对他们进行电化学和结构等测试,从多方面考虑制得析氢性能的优良和稳定性更好的催化剂,为制得电解析氢催化剂提供有效的理论指导。     

铁钴MOF的制备及电解水析氧性能研究

氢气是一种高能量密度的清洁型能源,具有高效率、低成本、产物无污染和来源丰富等优点,利用太阳能光伏、风力、水力等可再生清洁能源电催化分解水制氢是最具潜力的绿色制氢方式之一。其中电催化材料对能源转换效率起至关重要的作用,电催化优异的Pt、Ir等贵金属基材料价格高昂、储量稀缺,无法在工业上大规模应用。因此,非贵金属类电催化材料成为当前电催化领域研究的热点。而影响电解水效率的主要因素是动力学缓慢的析氧半反应(OER),本论文合成了一种新型有机双联配体,并利用该配体与钴、铁等配位,水热合成了一系列钴、铁单金属MOFs(Co_xMOFs、Fe_xMOFs)和钴铁双金属MOFs(Co_xFe_yMOFs)材料,表征其微观结构和形貌,并通过多种电化学手段测试其电催化分解水析氧性能,结果表明单金属MOF中有机配体与金属按物质的量比3∶1制备的MOF的析氧性能最好,而双金属MOF中铁和钴的相互作用提高了其电催化动力学、减小了电化学阻抗,Co₆FeMOF表现出最优的电催化析氧性能,且所有催化材料都具有较好的...     

基于金属有机骨架的电催化产氢研究进展

综述了近年来一些典型的金属有机骨架材料(MOFs)及MOF复合材料在电催化产氢领域中的研究进展情况,基于材料的结构特性,从纯MOFs电催化剂、MOFs为载体的复合电催化剂、MOFs衍生电催化剂三个方面出发,得出基于金属有机骨架材料在电催化产氢领域中表现出了优异的性能,浅谈了材料内部结构特征与电催化产氢性能之间的关系,并加以分析,总结了该类材料在设计、合成等方面的相关策略,最后对其今后的发展进行了简要展望,提出可能面临的问题。