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以硫化钠和硝酸银为原料,采用了化学浴沉积法将Ag2S沉积在高度有序TiO2纳米管(TNTs)上制备出Ag2S/TNTs析氢电极。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)对电极进行表征,结果显示Ag2S颗粒均匀的沉积在TiO2纳米管表面,且没有破坏纳米管原有的形态结构。在0.5 mol/L H2SO4条件下,通过线性扫描伏安法(LSV)、塔菲尔曲线(Tafel)、双电层电容和电化学阻抗谱(EIS)等电化学测试分析了不同Ag2S沉积圈数所得的复合电极的析氢性能。与TNTs相比,Ag2S/TNTs显示出更优异的析氢性能。Ag2S沉积圈数为9圈时制备出的复合电极在10 mA/cm2电流密度时,过电位达到了288.14 mV,Tafel斜率为61.8 mV/dec,双电层电容分别为54.7 mF/cm2... 相似文献
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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。 相似文献
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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. 相似文献
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目前,关于多孔Ni-WC电极的电催化析氢(HER)性能的报道较少。以多孔海绵镍为基体,采用复合电沉积制备多孔Ni-(WC)x复合电极。运用扫描电镜(SEM)和X射仪线衍射仪(XRD)表征电极的表面形貌和微观结构,通过阴极极化、电化学阻抗(EIS)、循环伏安、计时电流法研究多孔Ni-(WC)x电极在0.5 mol/L H2SO4溶液中的电催化析氢性能。结果表明:与多孔基体Ni电极相比,多孔Ni-(WC)x电极具有较低的析氢过电位、较低的电化学反应阻抗、较小的表观活化能以及较大的交换电流密度;随着镀液中WC浓度的升高,所制备的多孔Ni-(WC)x电极的电催化析氢活性增强,其中Ni-(WC)40电极的表观交换电流密度是多孔Ni基体电极的966.7倍,其表观活化能为5.95 kJ/mol,并具有较好的耐蚀性和析氢稳定性。 相似文献
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为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明:该薄膜由0.3~1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高. 相似文献
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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。 相似文献
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采用液相剥离法制备二维黑磷烯纳米片(BP),将其与改性的MoS2通过水热法合成得到NH2-MoS2@BP,利用XRD、SEM、TEM对材料的形貌结构进行表征,并通过三电极体系测试析氢性能。结果表明,NH2-MoS2@BP形貌呈片层结构,BP在催化剂中颗粒很小且均匀的分布在其表面。在0.5mol/L H2SO4溶液中,当电流密度为10mA/cm2时,氨基的加入使催化剂的析氢过电位降低了20mV,BP的加入使催化剂的析氢过电位降低了90mV,塔菲尔斜率为95mV/dec,表明BP有利于改善改性MoS2的催化性能。此外,连续的循环伏安测试表明NH2-MoS2@BP具有较好的电催化稳定性。 相似文献
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以碳纤维布(CFC)为基底,通过两步法(恒电流电沉积法、溶剂热法)成功制备了FeOOH-Ni(OH)2复合材料。与FeOOH和Ni(OH)2相比,该FeOOH-Ni(OH)2复合材料作为电催化剂时,电催化析氧反应(OER)活性显著提高。在1 mol/L KOH电解质溶液中,达到10 mA·cm?2电流密度时所需要的过电位仅为270 mV,Tafel斜率为78 mV/dec,电化学阻抗谱进一步揭示了电解过程中良好的动力学特性。FeOOH-Ni(OH)2复合材料在碱性介质中具有优异的稳定性,其在高电流密度下(50 mA·cm?2)的过电势经过连续24 h的测试之后几乎没有发生明显变化。FeOOH和Ni(OH)2之间的强电子相互作用和协同效应有效提高了电导性,促进了电荷转移;此外,这种核壳结构有效增强了电催化活性面积,进而增强了其电催化析氧性能。 相似文献
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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。 相似文献
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Shatila Sarwar Amit Nautiyal Jonathan Cook 袁一斐 李俊豪 Sunil Uprety Reza Shahbazian-Yassar 王瑞刚 Minseo Park Michael J.Bozack 张新宇 《SCIENCE CHINA Materials》2020,(1):62-74
用于析氢反应(HER)的低成本、高效能催化剂对于推进基于清洁氢气的能源工业非常重要.二维二硫化钼(MoS2)具有显著的催化性能,因而已被人们广泛深入研究.然而,大多数现有的合成方法耗时、复杂且效率较低.本文通过超快(60秒)微波引发的方法生产MoS2/石墨烯催化剂.石墨烯的高比表面积和导电性为MoS2纳米片的生长提供了有利的导电网络和快速电荷转移动力.文中制备的MoS2/石墨烯纳米复合材料在酸性介质中对HER表现出优异的电催化活性,具有62 mV的低起始电位,高阴极电流和43.3mV/dec的Tafel斜率.除了优异的催化活性外, MoS2/石墨烯还具有较长的循环稳定性,在250 mV的过电位下阴极电流密度高达1000 mA cm^-2.此外, MoS2/石墨烯催化剂在30–120°C范围内具有出色的HER活性和36.51 kJ mol^-1的低活化能,提供了潜在的大批量生产和制备的机会. 相似文献
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以钛酸正丁酯和SnCl4·5H2O为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了SnO2及Sn/Ti摩尔比为5/1的SnO2-TiO2复合纳米材料,并以此复合材料制备了旁热式气敏传感器,对两者的氢敏性能做了比较,利用第一性原理对其气敏机理进行了理论分析.结果表明,TiO2的掺杂使SnO2导带底部产生了掺杂能级,使SnO2元件电阻下降,并随温度的上升出现先快速下降后缓慢下降2个过程.SnO2-TiO2元件对H2的灵敏性明显优于SnO2元件.吸附H后的SnO2电子态密度变化较小,而SnO2-TiO2的电子态密度则有明显变化,并产生了掺杂能级,导带负移,促进了能带间的电子转移. 相似文献
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二维层状二硫化钼(MoS_(2))是一种非常有前景的替代贵金属铂的电水解制氢催化剂。然而,MoS_(2)电子导电性较差,且在碱性氢析出反应(HER)中对水分子吸附/裂解的活化能垒较高,限制其在碱性电水解的应用。通过一步水热法将MoS_(2)纳米片均匀生长在三维导电碳布(CC)上,以有效提高电极导电性。随后在RuCl_(3)的乙醇溶液中通过溶剂热法可控制备超小Ru纳米颗粒负载MoS_(2)纳米片,形成CC@MoS_(2)/Ru异质结构。Ru的负载能有效促进水吸附/裂解反应,从而和MoS_(2)协同催化HER。采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法对MoS_(2)/Ru进行结构和形貌表征。结果表明:MoS_(2)呈纳米片状交错生长在碳布上,并且超小Ru纳米颗粒(平均粒径2.5 nm)均匀负载在MoS_(2)纳米片上。将CC@MoS_(2)/Ru作为工作电极,石墨棒和Hg/HgO电极分别为对电极和参比电极进行碱性HER测试。在电流密度为-10 mA·cm^(-2)下的过电位仅为71.3 mV,Tafel斜率为104.8 mV·dec^(-1)。通过对其进行计时电位滴定法稳定性测试,发现在恒电流密度-10 mA·cm^(-2)下能够维持至少35 h而没有明显性能衰减。 相似文献
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Junfeng Xie Haichao Qu Jianping Xin Xinxia Zhang Guanwei Cui Xiaodong Zhang Jian Bao Bo Tang Yi Xie 《Nano Research》2017,10(4):1178-1188
Designing efficient electrocatalysts for the hydrogen evolution reaction (HER) has attracted substantial attention owing to the urgent demand for clean energy to face the energy crisis and subsequent environmental issues in the near future.Among the large variety of HER catalysts,molybdenum disulfide (MoS2) has been regarded as the most famous catalyst owing to its abundance,low price,high efficiency,and definite catalytic mechanism.In this study,defect-engineered MoS2 nanowall (NW) catalysts with controllable thickness were fabricated and exhibited a significantly enhanced HER performance.Benefiting from the highly exposed active edge sites and the rough surface accompanied by the robust NW structure,the defect-rich MoS2 NW catalyst with an optimized thickness showed an ultralow onset overpotential of 85 mV,a high current density of 310.6 mA·cm-2 at η =300 mV,and a low potential of 95 mV to drive a 10 mA.cm-2 cathodic current.Additionally,excellent electrochemical stability was realized,making this freestanding NW catalyst a promising candidate for practical water splitting and hydrogen production. 相似文献
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用离子束溅射法制备非晶态MmNi_(5.20)合金薄膜。该非晶态合金薄膜在30wt%KOH,70℃作析氢反应电极。实验结果表明,该电极不但具有良好的析氢电催化活性和电化学稳定性,而且具有很好的抗氢脆和抗粉化能力。交流阻抗分析表明,非晶态MmNi_(5.20)合金电极析氢反应过程主要由电化学反应步骤控制。 相似文献