碳毡负载Sn气体扩散电极CO_2电化学还原性能

针对CO_2电化学还原中气体扩散电极可强化CO_2的传质,基于碳毡制备了负载锡-石墨烯催化层的新型气体扩散电极,研究了CO_2反应条件、电极厚度、催化剂载量及反应电位对CO_2电化学还原性能的影响。实验结果表明:与溶解态CO_2反应条件相比,采用气相CO_2反应条件电化学还原性能更好;一定范围内增加电极厚度和催化剂载量可以增加气-液-固三相反应界面,提升CO_2电化学还原性能;随着电解电位负移,甲酸产量增加,电流效率先增大后减小;实验中使用厚度为5 mm、载量为5 mg·cm-2的电极,在-1.8V(vs Ag/AgCl)条件下进行电化学还原时,平均电流密度为(12.79±1.27)mA·cm-2,甲酸电流效率达到最佳为41.55%±2.50%。     

电沉积制备多孔铅电极及其对CO2的电还原性能

采用铜片为基底,利用其自身析出的氢气泡为模板,通过电沉积的方法合成了具有三维多孔结构的铅沉积层,并将其作为电极材料应用到CO2的电还原反应中.考察了不同沉积时间及不同沉积电流密度对电极形貌及电催化还原CO2性能的影响,得出在5℃下,沉积电流密度为-6 A/cm2,沉积时间为20 s时,电极催化效果最好,在施加电位为-1.7V时生成甲酸的最高电流效率可达96.8％.     

碳毡负载Sn气体扩散电极CO2电化学还原性能

针对CO₂电化学还原中气体扩散电极可强化CO₂的传质,基于碳毡制备了负载锡-石墨烯催化层的新型气体扩散电极,研究了CO₂反应条件、电极厚度、催化剂载量及反应电位对CO₂电化学还原性能的影响。实验结果表明：与溶解态CO₂反应条件相比,采用气相CO₂反应条件电化学还原性能更好;一定范围内增加电极厚度和催化剂载量可以增加气-液-固三相反应界面,提升CO₂电化学还原性能;随着电解电位负移,甲酸产量增加,电流效率先增大后减小;实验中使用厚度为5 mm、载量为5 mg·cm^-2的电极,在-1.8 V（vs Ag/AgCl）条件下进行电化学还原时,平均电流密度为（12.79±1.27） mA·cm^-2,甲酸电流效率达到最佳为41.55%±2.50%。     

多孔碳材料的制备及其金属磷化物氧还原性能研究

多孔碳材料及其金属磷化物在电催化氧还原反应中具有广阔的应用前景。以三聚氰胺为碳源和氮源,磷酸氢二铵为磷源,制备具有超高比表面积的氮、磷共掺杂的中空碳纳米壳,通过调节磷源实现了多孔高比表面碳材料的制备。将三聚氰胺、磷酸氢二铵和铁前驱体复合,制备氮、磷共掺杂的石墨碳包裹的磷化铁纳米颗粒。石墨碳层和磷化铁之间存在电子相互作用,内部的磷化铁向外层石墨碳转移电子,这种界面相互作用大大提高了催化剂氧还原（ORR）活性,半波电位高达0.9 V。同时,包裹的碳层起到保护磷化铁（FeP）免受氧化和溶解的作用,催化剂表现出较好的稳定性。     

氮磷共掺杂生物质多孔碳材料的制备及其氧还原性能研究

将槟榔原料与一定量的磷酸氢二铵均匀混合,在氮气气氛下制备氮磷共掺杂生物质炭,再与KOH二次煅烧生成孔隙结构发达的杂原子掺杂多孔碳。电化学测试结果表明,杂原子掺杂碳催化剂材料的ORR(氧还原)活性良好,具有优异的稳定性和抗中毒特性。组装的锌-空气电池的测试结果显示,无金属催化剂可与商业20%Pt/C催化剂性能相媲美,表明以生物质为基础的氮磷共掺杂活性炭是一种很有商业价值的氧还原催化剂材料。     

多孔石墨烯基酞菁铁复合物的制备及其电催化氧还原性能研究

利用溶剂热法制备多孔石墨烯,然后超声处理将酞菁铁修饰在多孔石墨烯表面,制备出多孔石墨烯基酞菁铁复合物用于碱性介质氧还原。利用循环伏安法和线性扫描伏安法考察该复合物的催化氧还原的能力,结果显示:多孔石墨烯基酞菁铁复合物修饰电极比多孔石墨烯修饰电极表现出更正的还原电位,具有更高的催化活性。     

多孔铜电极催化CO_2合成碳酸二甲酯的研究

采用氢气泡模板法制备了多孔铜作为电催化还原CO_2的电极材料。通过控制电镀时间、电镀液中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的浓度及HCl的加入量实现了电极活性层厚度、孔径、孔隙率以及微观形貌的有效调节,并研究了其对CO_2电催化还原活性的影响。结果表明,电极层多孔铜厚度、孔径大小以及孔隙率对电极的催化活性有一定的影响,而多孔的形貌不是影响电极催化活性的关键因素。当电沉积时间为20 s、CTAB的加入量为10 mmol/L时,得到的孔隙率为60.261%的多孔铜电极具有最佳的CO_2电催化还原活性;将得到的多孔铜电极用于合成碳酸二甲酯(DMC),优化了DMC的合成反应温度及电还原电位。DMC产率在最优条件下可达到84%。     

多孔铜电极催化CO_2合成碳酸二甲酯的研究

采用氢气泡模板法制备了多孔铜作为电催化还原CO_2的电极材料。通过控制电镀时间、电镀液中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的浓度及HCl的加入量实现了电极活性层厚度、孔径、孔隙率以及微观形貌的有效调节,并研究了其对CO_2电催化还原活性的影响。结果表明,电极层多孔铜厚度、孔径大小以及孔隙率对电极的催化活性有一定的影响,而多孔的形貌不是影响电极催化活性的关键因素。当电沉积时间为20 s、CTAB的加入量为10 mmol/L时,得到的孔隙率为60.261%的多孔铜电极具有最佳的CO_2电催化还原活性;将得到的多孔铜电极用于合成碳酸二甲酯(DMC),优化了DMC的合成反应温度及电还原电位。DMC产率在最优条件下可达到84%。     

多孔竹炭负载SnO2的制备及其电化学性能研究

多孔竹炭为无定形碳,具有丰富的孔结构,孔径分布在1~6 nm之间,且具有较大的孔体积(1.21 cm³/g)。本文以多孔竹炭为载体,采用溶胶-凝胶法制得B₂O₃-SnO₂/C复合材料。SEM和TEM结果显示SnO₂和B₂O₃均匀分布在多孔竹炭表面。多孔竹炭和B₂O₃有效缓冲SnO₂可逆反应的体积变化,提高SnO₂的循环稳定性。将B₂O₃-SnO₂/C复合材料作为负极组装成锂离子半电池,进行电化学性能测试,在1 C(1 C=372 mA/g)倍率下充放电循环200次结束后仍然保留649.9 mAh/g的放电比容量,放电比容量保留率为58.6%。B₂O₃-SnO₂/C复合材料充放电过程受扩散和电容两种行为控制,电容控制的贡献率随着扫描速率的增大而增大。     

KOH活化制备多孔碳纤维及其CO_2吸附性能研究

采用活性碳纤维(ACFs)为原料,以KOH为化学活化剂,在ACFs:KOH的质量比为4∶1时,研究了不同活化温度下制备的多孔碳纤维的结构性能。用N2吸附仪测定多孔碳纤维的比表面积、孔容及孔径分布,通过变压吸附法研究了多孔碳纤维对CO_2的吸附性能,探讨了不同活化温度下对多孔碳纤维的孔隙结构及CO_2吸附量的影响。实验结果表明,活化温度对多孔碳材料的比表面积、孔径分布及孔容有良好的调控作用。当活化温度为900℃时,获得的多孔碳纤维有最大的比表面积(1702 m2/g)、最大孔容(0.902 cm3/g)及最大的CO_2吸附量(138 mg/g)。     

碳氧化钼的制备及其氧还原性能研究

本文主要是以三聚氰胺和钼酸铵为原料,运用热解法制备得到碳氧化钼催化剂,并且对催化剂结构及性能进行了深入的剖析和研究。通过测X射线衍射和扫描电镜,对所制得的催化剂的结构形貌进行分析,并且用循环伏安、电化学阻抗和旋转圆盘电极测试了不同比例钼酸铵下生成的催化剂的氧还原催化性能,发现了在钼酸铵用量为2 mmol时生成碳氧化钼的氧还原催化性能最好。     

Pt/WC催化剂的制备及其在气体扩散电极上的氧还原性能

以喷雾干燥处理的偏钨酸铵为前驱体,采用CO/CO₂为还原碳化气氛,利用程序升温气固反应法制备了分散性良好的空心球状WC粉体,并分别以WC和Vulcan XC-72R碳粉为载体,采用液相沉积还原法制备了Pt/WC及Pt/C催化剂。XRD和SEM测试结果表明, 所制备催化剂中Pt/WC的Pt粒子粒径要大于Pt/C。酸性条件下氧电极极化曲线测试结果表明, Pt/WC的氧还原催化性能要优于Pt/C,这主要表现在同一电位下较高的电流密度及还原起始电位正移约28 mV。讨论了Pt/WC催化性能提高的可能原因及催化机理,并对控制条件下Pt/WC氧气扩散电极的交流阻抗谱进行了研究。     

多孔氮掺杂石墨烯/MnO2的制备及其电化学性能

用双氧水造孔得到多孔氧化石墨,以尿素为氮源,通过水热法得到了多孔氮掺杂石墨烯(HNG)与MnO2的复合物HNG/MnO2.结果 表明:HNG/MnO2在0.5 A/g电流密度下的比电容可以达到246 F/g,当电流密度达10 A/g,比电容为172 F/g,可以保留70％的比电容.将HNG/MnO2作为正极与石墨烯水凝胶负极组装的非对称超级电容器,在0.5 A/g可以贡献71 F/g的比电容,当电流升至5 A/g仍可有43 F/g的比电容,保持率为62％.此外,非对称超级电容器在5 A/g的电流密度下,稳定循环3000圈后仍可保留90.8％的初始容量.     

PdAu合金催化剂制备及其氧还原性能研究

用液相还原法合成了多种合金度的碳载PdAu纳米粒子,考察了其对氧还原反应的催化行为。研究表明Pd_(85)Au_(15)/C氧还原面积比活性最好,但由于其电化学面积小、利用率低,在燃料电池的实际应用中更关心的质量比活性小于气相还原法得到的Pd/C催化剂,因此该合金催化剂不适用于燃料电池阴极工作。     

电化学方法制备电极板材料LiAlO_2

向100ml乙醇和1ml乙酰丙酮混合溶液中加入0.18g锂片,控制电流为0.2A电解铝片6h,制得纳米LiAlO2前驱体。将电解液水解、洗涤、干燥后在550℃煅烧2h,制得纳米LiAlO2粉体。产物通过电子透射显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)进行表征。结果表明,适宜煅烧温度为550℃;煅烧后所得纳米LiAlO2粉体粒径为30nm。MCFC电堆平均每个电池的开路电压达到1.15V左右,电堆电流密度达到187mA·cm-2,输出功率为217.8W;10次再启动,电池性能不降低。     

多孔镍电极的制备及其特性的描述

一种在碱性电解质中作为氢阴极,电性能优良,价格便宜的电催化电极,是碱蚀的Raney镍电极.这类电极,例如有在片状钢或镍电极上以冷辊压成Al_3Ni预合金形式,再用钾碱腐蚀出铝的方法而制成.可是这种冷辊压法,仅限于片状电极的催化活化,不适用于开孔电极.然而,开孔结构电极的应用却不断增长.如拉网金属、孔板电极就被优先用于小极距、高电流电解槽上.因此这类电极的商业化生产,催化活化的问题必须解决.本工作包括两种不同的生产技术和不同的特性描述.其目的是对开发的电催化剂特性进行合理的评价.     

含木质素纤维素/石墨烯多孔炭材料的制备及其氧还原性能研究北大核心

以含木质素纤维素纳米纤维(L-CNFs)和氧化石墨烯(GO)为前驱体,经冷冻干燥和高温炭化得到多孔炭材料C_(L-CNFs)/RGO/H_(2)O和C_(L-CNFs)/RGO/TBA。表征结果表明,当以叔丁醇(TBA)为溶剂时,炭化前后样品均保持良好的三维多孔结构;L-CNFs被炭化的同时GO被还原为石墨烯,炭化后样品的比表面积显著增加,最高为521.71 m~2/g。电化学性能测试表明,在碱性溶液中,多孔炭材料C_(L-CNFs)/RGO/TBA表现出良好的氧还原反应(ORR)催化活性,具有较高的起始电位(0.81 V)和半波电位(0.69 V)。     

分级多孔炭的制备及其电化学性能研究

以间苯二酚和甲醛为前驱体,原位合成的Mg(OH)2为模板剂,KOH作为催化剂、沉淀剂、活化剂,一步法合成具有小/中/大孔的分级多孔炭。使用扫描电镜、透射电镜、氮气吸附、X射线衍射对样品的结构进行表征。通过恒流充放电、循环伏安、电化学阻抗谱,测试样品在1mol/L的(C2H5)4NBF4/碳酸丙烯酯(Propylene carbonatePC)电解液中的电化学性能。结果表明,随着KOH对间苯二酚用量的增加,材料的比表面积和孔容先增大后减小,其最大值分别为1300m2/g和0.89cm3/g。该材料具有良好的容量性能和功率性能,在电流密度0.1A/g时,最高质量比电容可以达到116F/g;当电流密度增大到5A/g时,电容保持率为78%。     

铁掺杂铜纳米花用于电化学还原CO_2

在电化学还原CO_2中,最主要的是解决选择性的问题。本文采用一种简单的一锅水热法合成了铁掺杂的Cu O纳米花,通过X射线衍射、X射线光电子能谱仪以及场发射扫描电镜确定了其结构、成分组成和表面形貌。通过实验证明,这种材料能够明显的改善对CO_2还原的选择性,抑制产氢,并且在-1.6V的电位下电流密度能够达到-35m A/cm2。由气相色谱检测知CO_2还原产物主要是CO和H_2,产物的比例适中,可应用于费托合成反应,具有一定的工业应用前景。     

活性镍纳米电极的制备及其电化学性能

针对海水防污技术研究了两种镍电极在海水中的析氢性能.采用交流电在阳极氧化铝(AAO)模板上沉积镍纳米线与化学镀结合的方法制备了镍纳米电极,用机械抛光的方法制备了镍本体电极.用SEM表征了AAO模板与镍纳米线阵列,用XRD表征了两种电极的结构.循环伏安、极化曲线和交流阻抗的测试表明纳米电极具有较大的活性面积,更好的析氢催化活性和更小的析氢反应电阻.尤其在电流密度为100mA/cm2时,纳米电极的极化电位比镍本体电极正移约357mV,表现出更好的析氢性能.