NiMoP/C复合材料的制备及其电催化析氢性能

以四水合钼酸铵[(NH4)6Mo7O24?4H2O]为钼源、六水合硝酸镍[Ni(NO3)2?6H2O]为镍源、H3PO4为磷源,采用溶液凝胶法制备前驱体,然后通过化学气相沉积法制备了块状NiMoP/C复合材料.采用XRD、SEM、TEM、XPS、Raman和N2-等温吸附脱附等测试技术,对NiMoP/C复合材料的物理化...     

柠檬酸对MoS2催化剂析氢反应催化活性的影响

选取性质稳定且还原能力较强的硫代乙酰胺作为硫源和还原剂,通过简单水热法制备二硫化钼(MoS₂)催化剂,探究不同柠檬酸的添加量对其电化学性能的影响.使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)进行形貌和微观结构表征,利用循环伏安法(CV)、线性电势扫描法(LSV)、塔费尔曲线(Tafel)等电化学方法对其进行性能表征.结果表明,柠檬酸的添加能够增加催化剂的电化学活性表面积,增强MoS₂催化剂析氢反应(HER)的催化活性.     

镍-钴硫/磷化物纳米复合材料用于析氢反应

为寻求廉价、性能优异且反应稳定的碱性析氢催化剂以代替贵金属,以过渡金属Ni、Co为研究对象,通过一步煅烧处理得到Ni-Co硫/磷化物催化剂,借助X射线检测和能谱分析等方法验证了催化剂的成功制备。电化学测试结果表明,由于阴/阳离子之间的协同作用,所制备的Ni-Co硫/磷化物的催化活性和电荷转移速率均超过Ni-Co氢氧化物/硫化物/磷化物。Ni-Co硫/磷化物仅需要106 mV的过电势就可以达到10 mA·cm^-2的电流密度,循环寿命超过20 h。     

有机溶胶法制备PdFe/C氧还原催化剂

以柠檬酸钠为络合剂,利用有机溶胶法制备了PdFe/C氧还原反应(ORR)催化剂,XRD研究结果表明催化剂具有面心立方结构,粒度小,分散性好,同时元素铁的加入使催化剂的Pd-Pd间距缩小.应用旋转圆盘电极(RDE)法评价了PdFe/C催化剂的ORR活性,测试结果表明,PdFe/C催化剂的性能优越,具有比纯钯更强的ORR催化能力.研究表明,在该催化剂表面ORR主要按照"直接四电子"反应机理进行.     

电沉积Ni-Ce-P合金上析氢电催化的研究

铜基体上电沉积制得的Ni-Ce-P合金用作析氢电极时,其上的析氢速率比Ni电极上的析氢速率约大10倍,析氢电势正移200多mV,表明该电极具有较高的析氢电催化活性.用Ni-Ce-P合金的SEM谱图和XPS谱图讨论了析氢的电催化机理.     

碳化钨/碳复合纤维制备及其电解水析氢性能

以聚丙烯腈、N,N-二甲基甲酰胺、偏钨酸铵(AMT)为原料,采用静电纺丝法制备了碳化钨/碳(WC/C)复合纤维,对其微观形貌以及析氢活性进行了表征。结果表明,纺丝液中不同偏钨酸铵含量情况下都可以获得连续的纺出纤维,但热处理后的WC/C复合纤维长度随着偏钨酸铵含量的增加而减小。随着纺丝液中偏钨酸铵含量的增加,WC/C复合纤维材料的过电势减小,电化学活性面积增大,AMT-1.2的过电势为162 mV,表明WC赋予WC/C复合纤维良好的催化活性。随着复合纤维中WC增加,其塔费尔斜率不断增大,在一定程度上降低了析氢电化学反应速度,但赋予其良好的耐腐蚀性能。     

不同维度的NiCoP对析氢反应的影响

形貌调控是提升电催化析氢反应性能的重要途径。通过理论计算和实验验证相结合的方法,研究了不同维度的NiCoP对析氢反应的影响;构建了一维纳米线(NW-NiCoP)和二维纳米片(NS-NiCoP)的结构模型。结果表明,NW-NiCoP在费米能级附近具有更高的态密度,有利于电荷高效传输,而NS-NiCoP则具有更高的氢吸附能,有利于进行Volmer反应。采用水热和磷化两步法分别制备了NW-NiCoP、NS-NiCoP和三维杂化纳米片线(NSW-NiCoP);对不同维度的NiCoP进行了电化学测试。结果表明,在电流密度为-10 mA/cm²时,NSW-NiCoP的过电位为45 mV。     

光催化析氢反应中TiO2基催化剂的研究进展

随着能源需求日益增长,寻找可持续发展的再生能源越来越成为重要任务.光催化分解水制氢因其清洁环保的太阳能利用而受到广泛关注.TiO₂作为一种应用于光催化领域的前沿材料,受到了广泛的关注.TiO₂作为光催化剂,以无毒、价廉、稳定性好和光催化活性高等优点被广泛应用于分解水制氢等领域.但由于其禁带宽度较宽和光生电子-空穴对复合率较高,TiO₂作为光催化剂的性能普遍受到限制.许多不同的研究致力于克服这些问题,使得光催化性能得到显著改善.综述了近年来TiO₂光催化材料的析氢反应的研究进展,重点讨论了关于复合材料的元素组分、掺杂以及光敏化对TiO₂光催化活性的影响,对每种复合材料的优越性和局限性进行了评述.最后指出了TiO₂作为光催化剂在未来发展中面临的问题以及发展前景.     

四氢萘在双功能催化剂上加氢裂化反应动力学研究

在双功能催化剂上，利用连续流动固定床微反装置，进行了四氢萘加氢裂化反应动力学研究，得到了详细的产物分布并推测了７集总反应网络，当反应温度为３８０℃时，四氢萘加氢裂化反应主要以异构裂解反应途径为主：当反应温度为３２０℃时，主要以加氢裂解反应途径为主。当双环裂解率达７０％时，单环收率仍可达９５％。为进一步研究和开发加氢裂化模型奠定了基础。     

脉冲电沉积Ni-P合金析氢电极的研究

研究了双脉冲电沉积法制备Ni-P阴极的工艺,以及在这些电极上析氢的催化活性.实验结果表明在合适的脉冲参数下,用双脉冲电沉积法制备的Ni-P合金电极比用直流电沉积法制备的有更高的析氢催化活性;通过改变电沉积参数,制备了磷含量在质量分数5.8%～10.0%的各种电极,其中磷含量在质量分数6.0%左右的Ni-P合金电极具有优良的析氢催化性能,采用EDXRF、XRD及SEM方法研究了Ni-P合金镀层的成分和组织结构,探讨了Ni-P合金电极的催化析氢活性与其组织结构的关系.     

Pt电极上CO2水解析氢反应的研究

摘要：利用循环伏安法,研究了CO2-H20体系在Pt电极上的析氢反应,与单纯析氢反应相比,还原峰电位发生负偏移,还原峰电位为-0．5V．并通过计算,得出在pH=4附近C02扩散系数Dco2 =3.02 Х 10^-10 m^2/s,H＋扩散系数DH＋ =4.93 Х 10^-9 m^2/s,电极表面的反应层厚度μ=√DH＋/（kbc°HCO-3）及H＋的浓度分布函数CH＋=C°H＋[1-exp{-x√kbc°-HCO2/DH＋}].为电流法测定CO2气体浓度的方法提供了基础参考数据．     

Boosting Hydrogen Evolution and Oxygen Reduction Performances of Pd/C upon Surface Phosphorization

表面磷化策略提高 Pd/C 的析氢和氧还原性能

朱桐桐, 王海鸽, 李小鹏, 廖耀祖, 朱美芳

（东华大学 材料科学与工程学院 纤维材料改性国家重点实验室,上海 201620）

中文说明：构筑金属异质结构是实现高性能电催化剂的有效途径之一,共轭微孔聚合物（CMP）是一种具有可设计孔隙率的功能新材料。基于此,本文提出利用CMP 客体化学方法来制备具有双功能电催化活性的PdP2@Pd/C 异质结构。该异质结构的形成依赖于由氮基团组成的 CMP前体,它允许结合 Pd 物质并引入磷掺杂剂。原位形成的 Pd 负载CMP 前体在热解过程中可直接转化为氮和磷化物掺杂的多孔碳（NPC）,而 P 则扩散到 Pd/C 界面导致Pd颗粒表面磷化。所制备的由 PdP2@Pd/C（Pd 含量 4 wt.%）异质结构组成的 NPC 表现出显著增强的电催化性能,包括具有高析氢活性（58mV @ 10 mA cm^-2）和接近商业化 20 wt.% Pt/Cd电极的氧还原活性以及出色的循环稳定性。该研究指出了CMP作为客体,在构筑异质结构的电催化剂方面展现的巨大潜力。

关键词：共轭微孔聚合物,钯磷异质结构,双功能电催化剂,析氢反应,氧还原反应

     

含稀土La的镍基合金电镀及其析氢电催化行为研究

用正交实验研究了含稀土La的镍基合金Ni-La-P电沉积的最佳工艺条件,以此合金作阴极测得析氢阴极极化曲线,结果表明,合金电极上析氢速率比Ni电极上约大10倍,析氢电势正移300-400mV,显示出含稀土La的镍基合金具有较高的析氢电催化活性.根据XPS谱图讨论了析氢电催化的机理.     

Reaction Mechanism and Microstructure Evolution of Reaction Sintered h-BN

Hexagonal boron nitride ceramic(h-BN) based on the nitridation of B powders was obtained by reaction sintering method. The effects of sintering temperature on the mechanical properties and microstructure of the resultant products were investigated and the reaction mechanism was discussed. Results showed that the reaction between B and N2 occurred vigorously at temperatures ranging from 1 000 ℃ to 1 300 ℃, which resulted in the generation of t-BN. When the temperature exceeded 1 450 ℃, transformation from t-BN to h-BN began to occur. As the sintering temperature increased, the spherical particles of t-BN gradually transformed into fine sheet particles of h-BN. These particles subsequently displayed a compact arrangement to achieve a more uniform microstructure, thereby increasing the strength.     

介孔氮掺杂碳材料应用于氧还原催化剂

质子交换膜燃料电池的阴极催化剂很大程度上依赖于昂贵的铂基催化剂,开发高活性、高稳定性的催化剂迫在眉睫并且具有挑战性。对于非贵金属催化剂,发现多孔金属有机骨架MOF材料具有较高活性最具希望替代贵金属的催化剂。ZIF作为其中的一类催化剂,具有较高的比表面积以及含碳氮量。在此,以金属有机骨架ZIF-8为前驱体材料来制备介孔碳材料。催化剂是以表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)和螯合剂(柠檬酸)形成的胶束为软模板来制备具有介孔微孔多级孔结构的MOF催化剂meso MOF。通过此模板法合成的meso MOF催化剂具有独特的形貌结构以及丰富的介孔结构。研究表明具备多介孔结构的催化剂更利于传质过程的进行。     

电沉积析氢电极的研究现状及展望

综述了电沉积析氢电极在析氢反应中的催化机理和研究现状,分析了提高电极催化活性的方法,并对析氢电极的发展趋势进行了展望。非晶、纳米晶以及多元复合电极都表现出了较高的催化活性,但是工业化的析氢电极不仅需要高的催化活性,还需要好的稳定性。高催化活性、高稳定性的非晶态或纳米晶态的多元复合电极将是析氢电极研究的主要方向。     

Ni3Fe/Ni4S3/Ni/C Mixed Crystal Composite Nanofibers Prepared by Electrospinning and Heat Treatment Methods for Oxygen Evolution Reaction

OER catalyst of Ni₃Fe/Ni₄S₃/Ni/C (NiFeSC series) mixed crystal composite nanofibers was prepared by electrospinning and atmospheric heat treatment process.The testing results indicate that the diameters of Ni₃Fe/Ni₄S₃/Ni/C composite nanofibers is about 200 nm,the grains size is about 1-3 nm,and the fiber surface is rough.The electrochemical test results show that the heterojunction of the prepared Ni₃Fe/Ni₄S<...     

壳聚糖修饰碳纳米管对PdNi/CNTs甲醇氧化性能的影响

以壳聚糖修饰的碳纳米管为载体,用微波辅助法制备Pd Ni/CNTs电催化剂,考察了壳聚糖的引入对Pd Ni在碳纳米管上的分散效果及对电催化性能的影响。结果表明:壳聚糖的加入改善了Pd Ni粒子的分散性,催化剂的电化学面积增大,动力学性能也得到了改进。