CoP_3和CoSP_3自支撑纳米线阵列的电催化析氢性能

为开发廉价高效的电解水析氢催化材料,采用水热和气氛热处理法在碳纤维纸(carbon fiber paper,CFP)表面制备出了均匀生长的CoP_3和CoSP_3纳米线阵列(CoP_3NWs/CFP和CoSP_3NWs/CFP)。应用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)分析其物相和微观形貌,并测试其在酸性溶液中的析氢催化性能,从电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)和电化学活性面积(electrochemically active surface area,ECSA)两方面分析了CoSP_3NWs/CFP具有优异催化性能的原因。结果表明,CoSP_3具有比CoP_3更高的本征催化活性,CoSP_3NWs/CFP仅需要89mV和129mV的过电位即能驱动10mA/cm2和100mA/cm2的析氢电流密度,其Tafel斜率值为40.3mV/dec,并展现出良好的析氢稳定性。     

单分散硫化钼的可控制备及电催化特性

采用高温热解的方法,利用乙酰丙酮钼为钼源、硫粉为硫源,以油酸油胺为形貌控制试剂,通过控制反应温度合成了小尺寸的单分散MoS_2纳米粒子催化剂。油酸和油胺在高温下依然稳定,是合成纳米材料形貌控制剂的不二选择。小尺寸材料比表面积大,充分暴露了材料边缘位置的S-Mo-S的反应活性位点,实现了氢离子在催化剂表面高效的吸附脱附能力,极大地提高了其电催化析氢的能力。起始电位达到150 mV,且具有很好的稳定性。     

水溶性磁性Fe_3O_4纳米粒子对小麦生长影响的研究

水溶性磁性Fe_3O_4纳米颗粒由于其良好的生物相容性、超顺磁性等特征,在生物领域常被用来作为磁性载体材料,其广泛的生产和应用增加了它们在环境中释放的可能性,需对其环境生物安全性进行评价.首先合成了水溶性磁性Fe_3O_4纳米纳米粒子,并用透射电子显微镜和马尔文粒度分析仪对其进行形貌分析和表征.然后在不同的浓度下(0、0.72、1.44、3.6 mg/mL)研究了水溶性磁性Fe_3O_4纳米粒子对小麦生长的影响,结果显示随着浓度的增加,磁性Fe_3O_4纳米纳米粒子对小麦生长的抑制越明显,造成生长抑制和根结构损伤.结果证明了水溶性磁性Fe_3O_4纳米颗粒对小麦植物存在一定的生物毒性,其环境排放应该严格限制.     

Fe_3O_4@SiO_2@PGA磁性吸附材料的制备与表征

首先以共沉淀法制备了磁性纳米颗粒Fe_3O_4并在表面包覆SiO_2,制得Fe_3O_4@SiO_2磁性纳米颗粒.然后由PBLG水解制得PGA为共聚组分,过硫酸铵为引发剂,EGDMA为交联剂,使用自由基共聚制备交联共聚物,同时加入Fe_3O_4@SiO_2纳米颗粒,制备得到Fe_3O_4@SiO_2@PGA磁性纳米粒子.通过核磁(~1H-NMR),红外(FT-IR),X-射线衍射(XRD),动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)等一系列手段对磁性纳米粒子的结构和形貌进行了表征,初步证明了制备的样品具有稳定的结构和良好的磁性.     

碳包覆对LiMn_(0.5)Fe_(0.5)PO_4/C复合材料形貌的影响

本文采用流变相法合成了碳包覆改性的LiMn_(0.5)Fe_(0.5)PO_4/C锂离子电池正极材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段,比较和分析了柠檬酸、酒石酸、月桂酸三种碳源对材料结构、形貌的影响。结果表明,以柠檬酸为碳源合成的LiMn_(0.5)Fe_(0.5)PO_4/C是由一次颗粒极小的纳米粒子组成的微纳结构聚集体,具有极高达48.32m2g-1的比表面积。     

气相法原位合成氧化铁/黄铁矿材料及其光电性能

通过水热法在Ti基底上制备氧化铁的前驱物FeOOH,将长有FeOOH的钛片与硫代硫酸钠放入石英坩埚内,以Ar气作为载气,利用硫代硫酸钠在高温分解得到气相硫单质参与化合反应,然后通过控制煅烧温度,制备氧化铁纳米棒阵列与黄铁矿的原位复合产物。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和拉曼光谱对复合产物的晶型、形貌、成分、物相等进行分析,以电化学工作站测试Fe_2O_3/FeS_2复合材料的线性扫描伏安曲线、光电流-时间曲线、交流阻抗谱曲线和莫特-肖特基曲线。结果表明,黄铁矿在Fe_2O_3纳米棒表面均匀生成,样品在500℃热处理下具有优异的光电化学性能,其光电流密度可以从0.32 mA/cm~2提高到3.68 mA/cm~2。     

纳米花状MoS_2的水热法合成及其电催化析氢性能

为了制备低成本、高性能的非铂析氢电催化剂,以四水合钼酸铵((NH_3)_6Mo_7O_(24)·4H_2O)和L-半胱氨酸(HSCH_2CH(NH_2)COOH,L-CYS)为原料,采用水热法于200℃下反应24h,制备出纳米花状MoS_2。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)及能谱仪(EDS)等手段对纳米花状MoS_2的微观结构、形貌、组成进行表征,同时,测试评价2种MoS_2催化剂在酸性条件下电催化析氢性能。结果表明,通过该方法本文制备的纳米花状MoS_2电催化剂表现出优于市购MoS_2的析氢电催化活性。纳米花状MoS_2电催化剂表现出更优析氢电催化活性可归因于其暴露出较多边角结构及高活性晶面。     

纳米Fe_3O_4/MnO_2对镉的吸附及其机理研究

通过水热法制备的纳米Fe_3O_4/MnO_2是一种新型重金属吸附剂,利用其吸附含镉溶液的试验结果表明,纳米Fe_3O_4/MnO_2相较于前驱物的吸附效果有很大的改善。当镉浓度为10mg/L时,在相同试验条件下纳米Fe_3O_4、MnO_2、Fe_3O_4/MnO_2对镉的去除效率分别为3.3%、63%和96%。纳米Fe_3O_4/MnO_2吸附剂可通过外界磁场作用进行固液分离,解吸方便,重复利用率高。扫描电镜(SEM)分析显示,相比于纳米Fe_3O_4,纳米Fe_3O_4/MnO_2的粒径明显减小且颗粒增多,接触面积增大;红外光谱分析表明,在包覆MnO_2后纳米Fe_3O_4/MnO_2表面结构及组分发生了改变,生成了新的物相。纳米Fe_3O_4/MnO_2对镉离子的吸附过程符合伪二级动力学方程,R2达到0.999 8。     

高效NiFe基/泡沫镍电极在析氧反应中的研究进展

由可再生能源发电驱动电解水是目前最具前景的技术之一,被认为是通向氢经济的最佳途径。整个电解水的过程可以分为两个半电池反应,即析氢反应(HER)和析氧反应(OER)。由于OER低效率且复杂的4电子转移过程,严重影响了电化学水分解的实际应用。近年来,NiFe基催化材料对OER的优异催化性能引起了人们的关注,尤其是3D NiFe基/泡沫镍材料系列催化剂克服了传统粉末催化剂高阻抗和低稳定性的缺点,使得电催化性能大幅提高。本文总结了在镍泡沫上的NiFe基材料对OER催化性能的最新进展,并提出了未来发展前景。     

表面纳米化Al-Zn-Mg合金的耐电化学腐蚀性能研究

采用电化学腐蚀方法,对表面机械研磨A l-Zn-Mg合金表面的纳米晶结构层进行耐腐蚀性能研究,观测样品的腐蚀形貌并进行了能谱分析。结果表明表面纳米化后的A l-Zn-Mg合金在HC l溶液中的耐腐蚀性能下降,其主要原因是表面纳米晶结构层的形成使晶界体积比显著增加,和C l-离子穿透钝化膜的作用使得电化学反应速度加快,导致纳米晶结构材料的腐蚀加剧。