MoSe2/CoSe2异质结构的构筑及其电催化析氢性能

采用一步水热合成的方法在钼网(MF)上原位构筑MoSe₂/CoSe₂异质结构电催化剂。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X光电子能谱仪(XPS)等对MoSe₂/CoSe₂异质结构的物相和形貌进行了表征，并在1 mol/L KOH电解液中对该电催化剂的析氢反应(HER)性能进行了测试。结果表明：MoSe₂/CoSe₂@MF-2为枝状阵列异质结构，在电流密度为10 mA/cm²下，其过电势为172.3 mV,Tafel斜率为45.8 mV/dec,表现出良好的HER性能和结构稳定性。该异质结构电催化剂的成功构筑，为后续硒化物异质结及其在电催化中的应用提供了良好的思路和研究基础。     

Ni/LaNi5多孔复合电极的制备及其析氢电催化性能

先电沉积Ni-Zn合金镀层,然后用浓碱将镀层中的锌脱溶,得到多孔镍,最后采用复合电沉积将LaNi5镶嵌到多孔镍表面,制备成Ni/LaNi5多孔复合电极。采用稳态极化曲线和交流阻抗谱对电极的电催化析氢性能进行了评价,并运用恒电位间歇电解和长时间电解,开路电位等研究了电极的电析氢稳定性。结果表明:Ni/LaNi5多孔复合电极的析氢表观交换电流密度分别是镍和多孔镍的172倍和26倍;多孔复合电极中的LaNi5具有稳定电极的作用,该电极比多孔镍具有更优异的抗断电性能。     

多孔Ni-Cu-Ti-La2O3复合电极的制备及其析氢性能

采用粉末冶金方法烧结制备了多孔Ni-Cu-Ti-La₂O₃复合电极,讨论不同La₂O₃的掺杂量对电极析氢性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对电极的微观结构和物相组成进行表征。结果表明：Ni-Cu-Ti合金体系中La₂O₃的掺杂可有效提高电极材料的电荷传输速率,多孔Ni-Cu-Ti-La₂O₃复合电极在6 mol/L KOH溶液中表现出良好的析氢催化活性,其整体析氢催化活性明显优于多孔Ni-Cu-Ti、Ni-Cu-W、Ni-Cu-Co、Ni-Cu-Zr和Ni-Cu电极;当烧结温度为1000℃时,成分为Ni-CuTi-9La的多孔复合电极具有最佳的析氢催化性能,其Tafel斜率为63.18 mV/dec,电流密度在10 mA/cm²时过电位为1077 mV(vs Hg/HgO),多孔Ni-Cu-Ti-La₂O₃     

水热法制备球花状MoS2及其热红联用分析

以Na₂MoO₄为钼源,CS(NH₂)₂为硫源,H₂C₂O₄为还原剂,采用水热合成法制备了球花状MoS₂微球,并利用XRD、SEM-EDS和TG-DSC-FTIR等分析手段对其晶型、微观形貌、热性能等进行分析。研究结果表明：Mo/S比、还原剂添加量、反应温度和反应时间均对产物收率产生影响。球花状微球为纯净的六角2H-MoS₂,微球直径约为1-2 um,微球上球花厚度约为15-20 nm。球花状MoS₂微球热损失大致可以分为两个阶段：MoS₂转化阶段(温度区间为221.40 °С～603.15 °С)和MoO₃相变阶段(温度区间为603.15 °С～1220 °С)。转化阶段MoS₂转化为MoO₂和MoO₃,质量损失为22.3%;相变阶段主要是发生了固相MoO₃转变为液相和气相的相变反应。FTIR结果表明,SO₂气体在603.15℃之前全部析出,证明了MoS₂在600℃左右完全转化。与常规MoS₂相比,球花状MoS₂微球表现出更高的活性。     

V，Ru共掺杂NiS2 高尔夫微球作为碱性介质析氢反应的高效电催化剂

通过溶剂热法和滴钌法(室温)将钒和钌引入到NiS₂中,并制备了包覆在泡沫镍上的V,Ru共掺杂NiS₂微球(V, Ru)-NiS₂/NF电催化剂。通过硫化过程产生粗糙的高尔夫球状结构暴露出丰富的活性位点,此外,钒和钌的协同作用可以优化NiS₂的电子结构,提供额外的催化活性位点,进一步增强本征催化活性。泡沫镍的加入对催化材料起到支撑作用,避免聚集,同时提高导电性。结果表明,(V, Ru)-NiS₂/NF电催化剂在碱性条件下表现出优异的电催化性能和优异的析氢反应稳定性。在10 mA·cm^-2的电流密度下,(V, Ru)-NiS₂/NF提供了38 mV的过电位,小于商业Pt/C的过电位,并且具有较低的Tafel斜率(80.3 mV·dec^-1)、较高的电化学活性表面(ECSA)和在KOH溶液中24 h出色的稳定性。     

高效析氢用花状MoSxSe2-x纳米复合材料的简便合成(英文)

为了解决MoSe₂导电性差和活性位点有限的问题，通过简便水热工艺合成具有缺陷的三元MoS_xSe_2-x纳米片。结果表明，硫元素的引入，不仅提高了其电子转移能力，而且提供了更多的电催化活性位点。因此，优化后S/Se摩尔比为1:1的MoS_xSe_2-x(MoSSe)具有优异的电催化析氢(HER)性能，其Tafel斜率仅为47 mV/dec，在-10 mA/cm²下具有较低的过电位(-165 mV)，并且具有良好的耐久性。这项工作为更好地理解多因素调控在设计和合成MoSe₂基催化剂以提高其电化学活性方面提供了一条额外的途径。     

Nb2Al (100)表面的电子结构和相对稳定性

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了Nb₂Al(100)表面不同终止端的电子结构、表面能和热力学性质。计算结果表明,由于表面弛豫和表面态的形成,所有终止端表面的电子结构均表现出增强的金属性质和减弱的共价性质。根据不同终止端表面的表面能计算,分析了非化学计量比表面的稳定性。在富含Nb和Al的条件下,C终止端表面(Nb₂₂Al₁₂)是热力学最稳定的表面。此外,计算了Nb₂Al(100)表面的功函数,表明该表面获得和失去电子的能力与形成前的纯元素表面相似。     

一步电沉积法制备Ni-Mo-Nd/NF复合电极及其析氢性能研究

目的 采用一步恒电流沉积法在泡沫镍基底上制备出镍-钼-钕三元析氢电极,提高碱性条件下的析氢性能。方法 使用电化学工作站研究工艺参数对Ni-Mo-Nd/NF析氢电极性能的影响,同时制备Ni-Mo/NF析氢电极,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对合金镀层表面形貌、相结构、元素含量及成键状态进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)及电化学阻抗技术(EIS)测试电极析氢性能。结果 最佳工艺参数为:pH=4.5,电流密度30 mA/cm²,沉积时间60 min,温度30 ℃。在1.0 mol/L KOH溶液中,Ni-Mo-Nd/NF电极在10 mA/cm²下的析氢过电位仅为73 mV,Tafel斜率为147 mV/dec,表明析氢反应机理遵循典型的Volmer-Heyrovsky步骤。此外,Ni-Mo-Nd/NF电极在长时电解24 h时电流密度保持稳定,2 000次循环伏安测试后,催化剂的活性衰减微小。结论 稀土元素Nd的掺杂,能够细化电极表面的球形颗粒并提高电极表面粗糙度,从而提升电极的比表面积,为析氢反应提供更多的活性位点,利于析氢反应效率的提高。由于三元合金的协同作用,与二元合金Ni-Mo/NF相比,Ni-Mo-Nd/NF三元合金电极显示出更优异的HER催化性能。     

g-C3N4/MoS2纳米片异质复合物的球磨法制备及可见光催化性能研究

采用球磨法制备g-C₃N₄/MoS₂纳米片异质复合物,运用X-射线衍射仪、高分辨透射电镜、紫外可见漫反射光谱和荧光发射光谱对异质复合物的结构和形貌进行了表征。结果表明：MoS₂纳米片可进入g-C₃N₄的层间形成异质复合物。以罗丹明B为模拟污染物,在可见光照射下考察了复合物的光催化特性。结果显示,含有2%的MoS₂纳米片与g-C₃N₄形成的异质复合物在120min内对罗丹明B降解率为98%,其降解动力学常数是体相g-C₃N₄为的4.3倍。g-C₃N₄/MoS₂纳米片异质复合物具有十分优良的光催化特性。其催化活性的提高主要归因于光生电子和空穴的有效分离和传输,并根据光捕获实验提出复合物可能的光催化机理。     

Ti／IrO2-Ta2O5阳极的制备及其析氧电催化性能研究

通过热氧化技术在500℃条件下制备了一系列Ti／IrO2-Ta2O5阳极。采用线性扫描和循环伏安技术分析了不同铱钽比阳极涂层的析氧电流、电位和伏安电荷的变化规律，并结合扫描电镜（SEM）及X射线衍射（XRD）技术研究了Ti／IrO2-Ta2O5阳极的表面形貌、组成、结构对析氧电催化性能的影响。研究表明，在IrO2-Ta2O5涂层中，铱钽由于存在一定的互溶度而形成固溶体结构，铱钽互溶度与涂层中铱钽比有关且影响IrO2晶胞的大小。随着涂层组元IrO2含量的增加，涂层表面细小的IrO2晶体聚集体增多，析氧电催化活性增强；但当IrO2含量过多时，涂层附着力的下降和机械强度的降低对析氧电催化性能产生负面影响。IrO2-Ta2O5涂层的活性表面积不仅取决于活性组元IrO2的含量，还与涂层的结构有关。适宜的铱钽比才具有最大的催化活性。其原因可能在于涂层中加入的适量惰性元素钽与IrO2晶胞形成部分固溶体结构，增强了涂层附着力与机械强度，同时形成了多裂纹的网状表面结构，增加了涂层活性表面积，提高了电极的析氧电催化活性与电解稳定性。     

TiO2/Bi2S3光阳极的制备及其光电性能

TiO₂光学带隙较宽,对可见光的响应较弱。为拓宽TiO₂光吸收范围和降低载流子复合概率,采用窄带隙的Bi₂S₃与TiO₂复合,构建异质结光阳极复合材料。首先对复合材料的物相和微观形貌进行表征,其次分析了复合材料的光电性能,结合复合材料的光电特性优化了制备工艺。改变水热生长Bi₂S₃的沉积次数,重点分析Bi₂S₃对异质结光电性能的影响。结果表明：当Bi₂S₃水热沉积次数为2时,复合材料的光电性能最佳,光电流密度达到0.22 mA/cm²,电子寿命为61 ms。与纯TiO₂相比,复合材料可显著提升对光吸收范围和强度,并提高了载流子的分离效率。     

Na2O-CaO-SiO2系透明微晶玻璃制备及其微观结构

制备了Yb3+掺杂的Na2O-CaO-SiO2系高结晶度、透明微晶玻璃。用差热分析(DSC)初步确定基础玻璃的核化及晶化温度范围,用X射线衍射(XRD)测定微晶玻璃析出晶相,用扫描电镜(SEM)研究微晶玻璃的微观结构。结果表明:组成为53SiO2-30CaO-17Na2O(摩尔分数,%)的基础玻璃经热处理析出了Na4Ca4Si6O18晶相;合适热处理制度为:595℃核化5 h,730℃晶化1 h;所制备的微晶玻璃析晶度高,晶粒尺寸约100μm,微晶玻璃仍具有较高的透明度。     

Mg17Al12(110)表面终端稳定性的密度泛函理论研究(英文)

Mg₁₇Al₁₂(110)面具有T1～T5共5个可能的终端结构。长期以来，T3一直被认为是该表面最稳定的终端，然而最近的理论计算表明T1终端可能更加稳定。为了解决这一争议，本文作者采用密度泛函理论计算揭示Mg₁₇Al₁₂(110)面最稳定的终端形式。表面能计算结果表明，不论Mg₁₇Al₁₂(110)面是否存在缺陷，T1总是该面最稳定的终端。T1终端的高稳定性可能与Mg₁₇Al₁₂中的Al截角四面体有关，因为只有沿着T1终端截取Mg₁₇Al₁₂(110)面才不会破坏Al截角四面体的完整性。除了揭示最稳定的终端，还计算了Mg₁₇Al₁₂(110)面的功函数，结果表明该面的功函数主要由表面的Al_Mg缺陷浓度决定。     

硫化亚铜/四针状氧化锌晶须异质结的多元醇法制备及光催化性能(英文)

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,通过多元醇法制备 Cu2S/T-ZnOw异质结复合材料,利用 XRD、FESEM、EDS、XPS 和 FTIR 测试方法对样品进行表征,通过测定甲基橙溶液的光降解率来评价样品的光催化活性。结果表明,在紫外光照射下,Cu2S/T-ZnOw纳米复合材料的光催化性能优于纯氧化锌晶须的。当 PVP 的浓度为 3.0 g/L 时,样品的光催化活性最高,在紫外光照射 120 min 后,甲基橙的降解率为 97%。经过 4 个周期的光催化实验后,Cu2S/T-ZnOw 催化剂的光催化活性并没有明显下降,说明该样品具有优异的光稳定性。此外,讨论了Cu2S/T-ZnOw 纳米复合材料的光催化机理。     

Cr合金化Mg2Ni氢化物能量与电子结构的第一性原理研究

用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,计算了Cr合金化前后Mg2Ni相及其氢化物的能量与电子结构。合金形成热的计算结果表明:Cr合金化Mg2Ni,形成Mg(I)CrNi的相结构最稳定,其中,Cr原子最易占据Mg(I):(0.5,0,z),z=l/9位置;进一步对其氢化物的解氢反应热进行计算,发现Cr合金化Mg2Ni氢化物后,体系解氢所需吸收的热量与合金化前相比明显降低,体系的解氢能力得到增强;电子态密度(DOS)、密集数与差分电荷密度的计算结果发现:Mg(I)CrNi相结构最稳定的主要原因在于体系在费米能级(EF)处附近的成键电子数最多;而Cr合金化Mg2Ni氢化物体系解氢能力增强的主要原因在于:Cr合金化后导致体系的稳定性降低,削弱了H-Ni和H-Mg间的成键作用。     

多级结构FeS@Ni3S2/NF催化电极的一步水热法制备及析氧行为

通过简单一步水热法在泡沫镍表面原位生长多孔纳米片自组装成纳米花结构的FeS@Ni₃S₂/NF催化电极。借助X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)等进行物相及结构表征,并测试催化电极在1 mol/L KOH溶液中的电催化析氧(OER)性能。电化学测试结果表明：FeS@Ni₃S₂/NF-1.2电极在100 mA·cm-2电流密度下仅需278 mV的过电位,且具有较低的Tafel斜率(22.71 mV/dec),与纯NF(493 mV,214.65 mV/dec)、纯Ni₃S₂(327 mV,91.87 mV/dec)以及IrO2/NF(385 mV,172.93 mV/dec)相比,其优势明显。证明具有独特多孔结构的FeS@Ni₃S₂/NF纳米片自组装成的纳米花可以作为一种贵金属基电催化剂的理想替代品。     

电沉积制备(Ni-W-P)-TiO_2纳米复合电极的催化析氢性能

用恒电流复合电沉积方法制备(Ni-W-P)-TiO2复合电极,讨论TiO2悬浮量和电沉积时间对电极催化析氢性能的影响。采用SEM和XRD对电极的表面形貌和晶体结构进行分析,以稳态极化曲线对电极的催化析氢特性进行评价,并推测其反应机理。结果表明:(Ni-W-P)-TiO2电极是纳米TiO2粒子相和纳米晶Ni-W-P固溶体相构成的复合电极,具有较高的催化析氢活性;在25℃、0.5mol/LH2SO4介质中(Ni-W-P)-TiO2电极的表观交换电流密度是Ni-W-P合金电极的2.7倍,是Ni电极的53倍;当电流密度为100mA/cm2时,该电极电势相对于Ni-W-P电极正移了176mV,相对于Ni电极正移了581mV;(Ni-W-P)-TiO2复合电极催化活性的提高主要源于反应机理的改变,复合电极表面的TiO2纳米粒子与Ni-W-P合金具有明显的电子协同效应。     

Ta掺杂LiNH2体系解氢性能的机理

采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算Ta-LiNH2体系的晶体与电子结构及对解氢性能的影响。负合金形成热与H原子解离能的计算发现:金属元素Ta在LiNH2中少量置换固溶时,体系结构稳定性发生变化,合金化增强了体系的解氢能力。电子态密度(DOS)与电子密度分析发现:Ta合金化提高LiNH2解氢能力的主要原因是合金化元素导致LiNH2体系Fermi能级附近能隙值发生变化以及Li与NH之间的成键作用减弱。     

WO3-TiO2复合空心球的制备及其光催化性能

以钛酸四正丁酯和偏钨酸铵为原料,采用水热-模板法制备复合WO3-TiO2光催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)和紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)等手段对催化剂的结构和光学性能进行表征。结果表明:WO3-TiO2复合半导体中的TiO2为锐钛矿晶型,焙烧后的WO3-TiO2呈中空球形结构,粒径在320 nm左右,且粒径分布均匀,其比表面积和平均孔径分别为40.95 m2/g和16.91 nm,WO3-TiO2复合半导体的紫外-可见吸收边带较TiO2的红移约50 nm,并在400~500 nm处有吸收。光降解甲基橙(MO)实验显示:经过80 min光照后,WO3-TiO2复合半导体在紫外和可见光下对甲基橙的降解率分别为99.2%和81%,而TiO2的仅为64%和25%,且在紫外和可见光下WO3-TiO2复合半导体的表观速率常数分别是TiO2的3.2和4.9倍左右。     

FeBP@SiO2核壳结构纳米复合材料的可控制备及其吸波性能

提出一种简便易行的方法制备核壳型FeBP@SiO₂纳米粒子,该方法利用化学还原和溶胶凝胶相结合,实现复合粒子的核壳结构可控。通过改变SiO₂壳厚度,研究了壳层厚度对吸波性能的影响,并对微波吸收机制进行分析和解释。结果表明,随着SiO₂壳层厚度的增加,粒子微波吸收能力先增大后减小。当SiO₂壳层厚度为38 nm时,FeBP@SiO₂样品具有最强的微波吸收性能,在吸收涂层厚度为2.19 mm下反射损耗获得较好的吸收性能(-52.66 dB),这种增强的微波吸收性能主要来自新增磁-介电界面,从而提高了材料的阻抗匹配以及介电损耗的能力,通过设计复合粒子的核壳结构,可以实现复合吸波剂的性能调控,因此本研究为设计下一代新型复合微波吸收材料提供了重要参考。