镧-钼合金电镀及其析氢电催化性能

用正交试验法研究了钛基上La-Mo合金电镀方法及其工艺条件。经测试，合金镀层结合力强、硬度高、耐腐蚀及耐热性能优良。以钛基电镀La-Mo合金镀层作为阴极，在300g／L NaCl溶液中，在60℃，电流密度为300mA／cm^2下电解，能降低氢超电势680mV，显示了钛基电镀La-Mo合金镀层优良的析氢电催化性能。     

共掺杂三维石墨烯的制备及其电催化析氢性能的研究

选择天然石墨鳞片为原料,采用改进的Hummers法制备出氧化石墨(GO),再以硫脲、硫酸亚铁和氯化镍为改性剂,利用化学还原法和自组装法制备了氮、硫、铁、镍共掺杂三维石墨烯电极材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线能谱(EDS)等测试手段对材料进行分析表征,研究了不同因素对其析氢反应活性(HER)的影响,并通过均匀试验设计确定了制备的最佳工艺条件。结果表明:所制备的电极材料具有丰富的孔结构和完整的三维结构,石墨烯片层间距为0.3734 nm,并且无明显垛叠团聚,在酸性条件下显示出较高的HER活性,在电流密度为10 mA/cm2时,析氢过电位为-158 mV,塔菲尔(Tafel)斜率为74.33 mV/dec。     

MoS2/核桃壳活性炭复合纳米材料的制备及其电催化析氢性能研究

以钼酸铵为钼源、硫脲为硫源,使用核桃壳活性炭通过水热法成功制备二硫化钼(MoS_2)/核桃壳活性炭复合纳米材料。研究了MoS_2含量对复合纳米材料形貌、尺寸及电化学性能的影响,通过X射线粉末衍射仪、冷场发射扫描电子显微镜、比表面积及孔隙度分析仪、线性扫描伏安法对复合纳米材料的结构、形貌、电化学性能进行分析和表征。结果表明,MoS_2质量分数为80%的MoS_2/核桃壳活性炭复合纳米材料的电催化析氢反应活性最好。     

通过与氧化石墨烯复合增强金属有机框架材料MOF(Ni)-74的电催化析氢性能

采用溶剂热法制备了金属有机框架材料MOF(Ni)-74及其与氧化石墨烯(GO)的复合材料MOF(Ni)-GO,并利用线性伏安扫描(LSV)等电化学方法在N_2饱和的0.5mol/L H_2SO_4溶液中对材料的电催化性能进行了检测。实验结果表明,GO的掺杂能显著提升金属有机框架材料MOF(Ni)-74的电催化活性。其中GO含量为8%时,所得复合材料表现出最好的电催化析氢活性,起始电势仅为-0.462V,塔菲尔斜率为110mV/dec,同时该材料也表现出很好的电化学稳定性。     

AC/Ni-Co复合电极材料的制备及其催化析氢性能

采用复合电沉积法制备了AC(活性炭) / Ni-Co 复合电极。XRD 和SEM 测试结果表明, AC 微粒的复合未改变Ni-Co 合金电极的物相结构, 但使镀层的表面粗糙度和真实表面积增大。通过稳态阴极极化曲线和电化学交流阻抗技术考察了不同电极在1 mol·L-1 NaOH 溶液中的催化析氢性能, 结果表明, 镀液中AC 含量为3 g·L-1时所制备的AC/ Ni-Co 复合电极较Ni 电极和Ni-Co 合金电极具有更高的催化析氢活性, 电流密度为30 mA·cm-2时, 析氢反应极化电位分别比Ni 电极和Ni-Co 合金电极正移230 mV 和140 mV , 表观交换电流密度分别是Ni 电极和Ni-Co 合金电极的42 倍和9 倍, 复合电极催化析氢性能的提高主要归因于电极真实表面积的增大。      

我电催化析氢材料设计取得突破性进展

正"Less is more"是著名德国建筑师米斯·凡德洛说过的一句话。这种"少即多"的设计理念被借鉴于电催化析氢材料设计工作,近日由贵州省纳米材料模拟与计算重点实验室副教授邓明森和中科大教授熊宇杰、江俊课题组共同完成的《电催化析氢     

我电催化析氢材料设计取得突破性进展

正"Less is more"是著名德国建筑师米斯·凡德洛说过的一句话。这种"少即多"的设计理念被借鉴于电催化析氢材料设计工作,近日由贵州省纳米材料模拟与计算重点实验室副教授邓明森和中科大教授熊宇杰、江俊课题组共同完成的《电催化析氢材料设计取得突破性进展:Less is more》近日在德国应用化学杂志《Angewandte Chemie》上发表,并被该期刊以封底形式加以介绍。电催化析氢反应是在金属电极表面放氢腐蚀的阴极过程,是在可逆氢燃料电池中产氢的重要过程。金属铂是该     

水热法制备镍负载硫磷双掺杂石墨烯电极及其电催化析氢性能研究

设计一种高活性、高稳定性的非贵金属基催化剂,对电催化析氢的应用具有重要意义.以硫酸和植酸为硫磷掺杂剂,采用水热法合成了硫磷共掺杂石墨烯(SPG);随后,采用简单的醇热法制备了直接生长在SPG上的Ni基纳米材料(Ni/SPG).制备的Ni/SPG电催化剂表现出杰出的析氢性能,其阻抗极低(0.48Ω),电化学活性表面积极好...     

碳化钼电解水析氢催化剂的性能调控研究进展

氢气作为一种绿色、可持续的能源,有望代替传统的化石能源。电解水产氢是氢能可持续发展的理想途径。发展非贵金属电催化剂,提高电催化析氢反应(HER)效率,成为目前面临的主要问题。碳化钼因具有较好的电催化析氢活性和优异的稳定性,得到了广泛的关注。本文综述了近几年碳化钼电催化剂电解水产氢的研究进展,重点分析了提高其电催化析氢性能的一些方法,并对碳化钼的性能调控研究进行了展望。     

ZIF-67衍生Co、Mo、S共掺杂的富氮多孔碳材料制备及其电催化性能研究

为了解决能源危机问题,探究具有高活性位点的电催化剂材料十分必要。可使用沸石咪唑啉框架(ZIF-67)为前驱体,通过吸收和热解制备同时掺有Co、Mo和S的多孔碳材料。合成的样品通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和x射线光电子能谱等手段进行表征,利用电化学测试来研究其电催化性能。结果表明：与Co/NC和CoMo/NC相比,CoMoS/NC表现出更优异的电催化性能,在10mA/cm²时的过电位低为172mV,Tafel斜率为67.8mV/dec。CoMoS/NC也表现出良好的长期稳定性,Co、Mo和S可以作为HER反应过程中的活性位点,多孔碳结构促进了电荷的转移。多个活性位点和独特的结构确保了该材料CoMoS/NC的卓越性能。     

贵州在电催化析氢材料设计方面取得突破性进展

正近日,贵州师范学院贵州省纳米材料模拟与计算重点实验室邓明森副教授和中国科学技术大学熊宇杰教授、江俊教授课题组共同完成的电催化析氢材料设计工作《电催化析氢材料设计取得突破性进展:Less is more》发表在化学顶级期刊《Angewandte Chemie》)。邓教授等人将"少即多"的理论借鉴     

自组装磷化镍纳米片阵列电极的电催化析氢性能研究

可持续发展的清洁氢能源是未来能源发展的方向之一,因而发展高效廉价的析氢材料变得尤为重要。本文首次通过水热和退火的方式制备出自组装磷化镍纳米片阵列结构,并通过SEM和XRD等技术表征这种结构的形貌和组成成分。与众多关于Ni-P纳米材料集中在酸性体系下的析氢电化学研究不同,本文首次通过在碱性条件下稳态极化曲线(LSV)、Tafel极化曲线、电流-时间曲线(i-t)以及交流阻抗曲线探究了其作为电解水析氢纳米电催化电极材料的电化学性能。该材料的电极具有特殊的纳米形貌结构和性质,使其具有更低的析氢反应电位、更大的析氢反应活性和较好的稳定性,具有替代贵金属作为水解析氢材料的潜力。     

富氧空位铁基复合材料的制备及其电催化析氢性能

电解水制氢绿色无污染,或将成为日益紧张的能源问题与碳中和战略的重要突破方向。目前,贵金属稀缺,以Pt/C为代表的贵金属析氢(HER)催化剂不适宜长久使用。泡沫铁(IF)结构稳定、来源广泛,以IF作为基底,采取简单的浸泡方法在IF上原位生长针形片状的羟基氧化铁(FeOOH/IF),然后通过真空处理制备含有氧空位的四氧化三铁(Ov-Fe₃O₄/IF),进一步磷化掺杂,制备出氧空位和磷原子掺杂协同调控的四氧化三铁(P-Ov-Fe₃O₄/IF)纳米针。磷原子的掺杂可以优化铁原子周围电子环境,激活Fe₃O₄的催化活性;氧空位可以增强材料的导电性,并提供缺陷,更有助于磷原子的掺杂。结果表明：P-Ov-Fe₃O₄/IF析氢性能优异,在-10 mA·cm-2时,过电位仅40.96 mV,塔菲尔斜率为70.93 mV·dec-1,表现出类Pt/C性能,并且在不同电流下连续运作96 h后,电压变化基本忽略不计,稳定性优异。氧空位和磷...     

钛基复合镀Pt-ZrO2电极镀层及其析氢电催化性能

为了寻找电化学工业理想的电催化电极,通过复合电沉积技术制备了钛基复合镀Pt-ZrO2电极.测试证明,Pt-ZrO2电极镀层结合力强、硬度高、耐腐蚀和耐热性能优良.钛基复合电沉积Pt-ZrO2电极作为阴极,在300g/L NaCl溶液中(60℃,阴极电流密度300 mA/cm2)电解能降低氢超电势580 mV.结果表明,钛基复合镀Pt-ZrO2电极是优良的析氢电催化电极,电催化性能的增加除了较小的反应电阻外,较大的表面粗糙度也是一个重要因素.     

化学镀Ni-Co-W-P及其析氢性能的研究

用化学镀方法制备出Ni-Co-W-P合金电极,测量了其在1 mol/L NaOH溶液中的阴极极化曲线并研究了其析氢电催化活性.试验表明,在相同的电流密度下,Ni-Co-P,Ni-W-P和Ni-Co-W-P合金电极的析氢过电位较Fe电极降低,其中Ni-Co-W-P的析氢过电位降低约230 mV,XRD试验显示其镀层为非晶态.并进一步测试了其在7 mol/L KOH中的连续电解曲线.结果表明:Ni-Co-W-P合金电极比Ni-Co-P,Ni-W-P合金电极具有更好的析氢电催化活性和电化学稳定性,有利于降低槽压,减少能耗.     

层间距宽化二硫化钼的一步合成及其电催化析氢性能

提出一种通过增加反应物中硫脲比例来合成层间距宽化的二硫化钼(E-MoS₂)的一步合成方法。该方法中,过量硫脲高温下转化为硫氰酸铵原位嵌入MoS₂层间使层间距宽化,避免传统E-MoS₂的复杂合成过程和外来插层分子的引入。该方法合成的E-MoS₂微米花展现出良好的析氢性能：在电流密度为-10 mA/cm²时的析氢过电位为285 mV,塔菲尔斜率为68.5 mV/dec,远低原始MoS₂的析氢过电位(588 mV)和塔菲尔斜率(122.2 mV/dec)。该E-MoS₂析氢性能的提升可归因于：层间距的宽化优化MoS₂的电子结构,从而提高导电性,降低氢吸附自由能;且合成过程中硫氰酸铵分子的原位嵌入抑制MoS₂的生长,减小其微米花尺寸,使其暴露出更多的活性位点。因此,该E-MoS₂微米花有望成为一种有前景的非贵金属析氢电催化剂。     

多孔Ni-WC复合材料的脉冲电沉积及其电催化析氢性能

以海绵镍为基体,采用单脉冲电沉积与复合镀相结合的方法制备了多孔Ni-WC复合电极材料;运用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)表征镀层的表面形貌和相结构,并研究了WC浓度和脉冲参数对多孔Ni-WC复合电极在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中的电催化析氢性能的影响。结果表明:Ni-WC复合材料的表面晶粒细小、致密,呈多孔结构。随着镀液中WC浓度、脉冲电流密度和占空比的增大,多孔Ni-WC复合电极的析氢阴极极化减小,交换电流密度增大,电化学交流阻抗减小,Ni-WC多孔电极的析氢活性增强。循环伏安曲线和计时电流曲线表明,多孔Ni-WC复合电极具有较好的抗腐蚀性和析氢稳定性。     

非晶态Fe-Mo合金在碱性溶液中的电催化析氢活性

研究了电沉积制备的非晶态Fe-Mo合金(组成分别为Fe82Mo18、Fe74Mo26和Fe71Mo29)电极在30％KOH溶液中，303～343K的温度范围内的析氢催化性能。三种非晶态合金都显示出较好的催化析氢活性。温度为343K，析H2电流密度为300nA／cm^2时的析H2过电位为150～157mV。非晶态Fe82Mol8、Fe74Mo26和Fe71Mo29合金上析H2反应的表观活化能分别为57．18，47．33，102．28kJ／mol。     

电解水析氢电极材料的研究新进展

电解水是实现工业化廉价制备氢气的重要手段,为减小阴极过电位,降低能耗,研究具有高电催化活性的阴极析氢材料具有重要的意义。影响析氢材料电催化活性的因素主要有能量因素和几何因素,围绕着这两个主要因素,综述了电解水析氢电极材料的最新研究进展,并对析氢电极材料的发展趋势进行了展望。