掺氮WO2.83的制备及其电催化析氢性能

WO 2.83因其晶体结构中有大量的氧缺陷而被广泛应用于光催化研究,但是由于制备困难、催化活性低导致其在电催化析氢领域应用较少。利用磷钨酸(PWA)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)得到不同的前驱体,再通过一步煅烧法分别成功制备得到纯相WO 2.83和氮掺杂相WO 2.83|WN。通过透射电镜(TEM)和X射线晶体衍射(XRD)结果发现:PWA和CTAB物理混合前驱体经煅烧后可以得到纯相WO 2.83,而由PWA和CTAB自组装后形成的前驱体经煅烧可以得到氮掺杂WO 2.83|WN。电化学测试表明:该催化剂在达到10 mA/cm 2电流密度下所需过电位为116 mV,远低于纯相WO 2.83,且电化学活性表面积(ECSA)是纯相WO 2.83的15倍,分析认为WO 2.83|WN催化析氢性能提高是因为氮原子的引入调节了中心金属钨的电子结构,增强了本体的催化活性,从而使得析氢性能得到优化。     

电沉积Ni-Ce-P合金上析氢电催化的研究

铜基体上电沉积制得的Ni-Ce-P合金用作析氢电极时,其上的析氢速率比Ni电极上的析氢速率约大10倍,析氢电势正移200多mV,表明该电极具有较高的析氢电催化活性.用Ni-Ce-P合金的SEM谱图和XPS谱图讨论了析氢的电催化机理.     

非晶态Ni-Co-P膜层在碱性介质中的电催化析氢性能

通过电沉积制备了非晶态Ni-Co-P膜层,用电子扫描显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)观察其表面形貌和微观结构;发现氢氟酸的活化处理对电极的析氢反应的电催化性能有很大的增强作用,并比较了处理前后的表面形貌.通过在1 mol/L NaOH溶液中的恒电位和Tafel测试与Ni-Co、Ni电极比较了电催化效率,求出的析氢反应表观活化能分别为19.56、46.29和57.03 kJ·mol-1.结果表明:Ni-Co-P电极对氢气析出反应具有较好的电催化性能.     

Co-MoP/MoS2/Cu的制备及其电催化析氢性能

通过水热法在泡沫铜基体上生长MoS₂前驱体,并在合成过程中通过Co的加入,优化催化剂表面形貌。Co-MoP/MoS₂/Cu为无定形态,催化剂纳米颗粒呈球形,表面具有密集的刺状突起。通过一系列表征手段,证明了Co的加入能有效改善MoP/MoS₂/Cu的表面形貌,增加催化剂的比表面积,有利于催化剂与电解液的充分接触,提高催化剂的催化活性。电化学测试表明,在电流密度为10 mA·cm^-2时,过电位为60 mV,具有良好的电催化析氢活性。在大电流密度下具有良好的稳定性,在300 mA·cm^-2的电流密度下连续工作24 h后,性能无明显下降,能更好地满足工业化的要求。     

Ni掺杂MoS2/石墨烯催化剂的制备及其电催化析氢活性

为了制备高效、低成本的析氢反应电催化剂,采用一步水热法制备镍掺杂二硫化钼/石墨烯复合材料(Ni_x-MoS₂/G,x=0.03,0.05,0.10),并用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）和X-射线光电子能谱（XPS）对其进行表征,讨论镍掺杂对复合材料的微观结构和电催化析氢性能的影响. 结果表明,与MoS₂/G催化剂相比,镍掺杂的MoS₂/G催化剂显示了更高的电催化析氢性能,尤其当水热反应体系中的Ni和Mo的摩尔比为1∶20时,制备的Ni_0.05-MoS₂/G显示了最强的电催化析氢性能,其塔菲尔斜率为50.8 mV/dec. 电催化活性的增强主要是由于少量镍的掺杂改变了复合催化剂的形貌,使MoS₂纳米片更好地负载在石墨烯表面,暴露出更多的催化活性位点,同时镍掺杂提高了MoS₂边缘活性位的固有催化活性.     

PtPd-WC/C催化剂上的析氢反应

在制氢工业中发展廉价有效的电催化剂是十分关键的.把Pd加入到Pt-WC/C纳米晶粒中制得PtPd-WC/C电催化剂,并且对该催化剂在酸性介质中的催化析氢性能进行了测试.结果显示PtPd-WC/C电催化剂比Pt-WC/C电催化剂的析氢活性有很大的提高,在过电位为100 mV时电流密度提高近200mA/cm2.另外,电解质浓度和温度对催化剂性能的影响也被进行研究.动力学研究表明PtPd-WC/C电催化剂在高浓度H2SO4溶液中的过电位更低.SEM、XRD和TEM对PtPd-WC/C电催化剂表征证明催化剂呈晶体状态和Pt、Pd、WC共存.     

磷镍钼/石墨片电极材料的制备及其电催化析氢和葡萄糖检测性能

以开发高效水分解制氢和葡萄糖检测电极材料为目标,采用电化学沉积法在廉价的商业石墨片(GS)上直接生长过渡金属磷镍钼化合物.采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等表征手段对所制备电极材料进行表征,并研究了其催化性能.结果表明:所制备的Mo-Ni-P非晶薄...     

柠檬酸对MoS2催化剂析氢反应催化活性的影响

选取性质稳定且还原能力较强的硫代乙酰胺作为硫源和还原剂,通过简单水热法制备二硫化钼(MoS₂)催化剂,探究不同柠檬酸的添加量对其电化学性能的影响.使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)进行形貌和微观结构表征,利用循环伏安法(CV)、线性电势扫描法(LSV)、塔费尔曲线(Tafel)等电化学方法对其进行性能表征.结果表明,柠檬酸的添加能够增加催化剂的电化学活性表面积,增强MoS₂催化剂析氢反应(HER)的催化活性.     

镍-钴硫/磷化物纳米复合材料用于析氢反应

为寻求廉价、性能优异且反应稳定的碱性析氢催化剂以代替贵金属,以过渡金属Ni、Co为研究对象,通过一步煅烧处理得到Ni-Co硫/磷化物催化剂,借助X射线检测和能谱分析等方法验证了催化剂的成功制备。电化学测试结果表明,由于阴/阳离子之间的协同作用,所制备的Ni-Co硫/磷化物的催化活性和电荷转移速率均超过Ni-Co氢氧化物/硫化物/磷化物。Ni-Co硫/磷化物仅需要106 mV的过电势就可以达到10 mA·cm^-2的电流密度,循环寿命超过20 h。     

含稀土La的镍基合金电镀及其析氢电催化行为研究

用正交实验研究了含稀土La的镍基合金Ni-La-P电沉积的最佳工艺条件,以此合金作阴极测得析氢阴极极化曲线,结果表明,合金电极上析氢速率比Ni电极上约大10倍,析氢电势正移300-400mV,显示出含稀土La的镍基合金具有较高的析氢电催化活性.根据XPS谱图讨论了析氢电催化的机理.     

电解水制氢技术及其催化剂研究进展

随着社会经济的发展,能源和环境问题日益受到人们的广泛关注。氢能因其能量密度高、绿色无污染、储量丰富、应用广泛等优点,被认为是21世纪理想的清洁能源。电解水制氢是一种清洁的生产技术,在“双碳”的背景下得到蓬勃发展,其关键挑战在于开发高性能的析氢反应（HER）电催化剂,以降低水分解的过电势。详细介绍了目前主流的电解水制氢技术,分析了各技术的自身特性和优劣势,重点总结概括了HER催化剂的研究进展,最后对电解水制氢技术及其催化剂的发展方向进行了展望。     

Boosting Hydrogen Evolution and Oxygen Reduction Performances of Pd/C upon Surface Phosphorization

表面磷化策略提高 Pd/C 的析氢和氧还原性能

朱桐桐, 王海鸽, 李小鹏, 廖耀祖, 朱美芳

（东华大学 材料科学与工程学院 纤维材料改性国家重点实验室,上海 201620）

中文说明：构筑金属异质结构是实现高性能电催化剂的有效途径之一,共轭微孔聚合物（CMP）是一种具有可设计孔隙率的功能新材料。基于此,本文提出利用CMP 客体化学方法来制备具有双功能电催化活性的PdP2@Pd/C 异质结构。该异质结构的形成依赖于由氮基团组成的 CMP前体,它允许结合 Pd 物质并引入磷掺杂剂。原位形成的 Pd 负载CMP 前体在热解过程中可直接转化为氮和磷化物掺杂的多孔碳（NPC）,而 P 则扩散到 Pd/C 界面导致Pd颗粒表面磷化。所制备的由 PdP2@Pd/C（Pd 含量 4 wt.%）异质结构组成的 NPC 表现出显著增强的电催化性能,包括具有高析氢活性（58mV @ 10 mA cm^-2）和接近商业化 20 wt.% Pt/Cd电极的氧还原活性以及出色的循环稳定性。该研究指出了CMP作为客体,在构筑异质结构的电催化剂方面展现的巨大潜力。

关键词：共轭微孔聚合物,钯磷异质结构,双功能电催化剂,析氢反应,氧还原反应

     

涂层在炭—炭复合材料氧化中的保护作用

通过炭-炭复合材料飞机刹车盘氧化保护问题的研究,指出在炭-炭复合材料的氧化保护涂层研制时所应考虑的各种因素。试验结果和实际应用表明,据此研制出的硼玻璃防氧化涂层技术是成功珠。运用这项技术可使炭-炭复合材料基植体在各种条件下的氧化速率降低150～200倍,并且涂层与基体在各种条件下都具有良好的相容性。     

固相反应制备Pt/C催化剂及其对甲醇的电催化氧化

运用固相反应方法制备得Pt质量分数为20％的Pt/C催化剂,并通过X射线衍射、透射电镜和电化学分析方法比较了制得的催化剂与E-TEK公司Pt／C催化剂、传统液相反应方法制得的Pt/C催化剂间的性能差别．结果表明：运用固相反应方法和传统液相化学反应方法制得的Pt/C催化剂中,Pt粒子的平均粒径分别为3．8nm和8．5nm;并且,利用固相反应方法制得的Pt/C催化剂拥有较高的电化学活性面积,其对甲醇的电催化氧化活性和稳定性与E-TEK公司的Pt／C催化剂相当．远远优于传统的液相反应方法制得的Pt／C催化剂．     

Pt电极上CO2水解析氢反应的研究

摘要：利用循环伏安法,研究了CO2-H20体系在Pt电极上的析氢反应,与单纯析氢反应相比,还原峰电位发生负偏移,还原峰电位为-0．5V．并通过计算,得出在pH=4附近C02扩散系数Dco2 =3.02 Х 10^-10 m^2/s,H＋扩散系数DH＋ =4.93 Х 10^-9 m^2/s,电极表面的反应层厚度μ=√DH＋/（kbc°HCO-3）及H＋的浓度分布函数CH＋=C°H＋[1-exp{-x√kbc°-HCO2/DH＋}].为电流法测定CO2气体浓度的方法提供了基础参考数据．     

铁对 C/Cu 复合材料界面特性影响的研究

利用电子显微及X射线衍射仪分析研究了C/Cu复合材料的界面特性及合金元素铁对C/Cu复合材料界面特性的影响.研究表明复合材料界面既无化学反应也无扩散发生,C/Cu界面是物理结合.试验表明,合金元素Fe与碳纤维发生化学反应,使C-Cu界面结合强度明显提高,因此使C/Cu复合材料的强度从592MPa提高到696MPa,横向剪切强度从64MPa提高到84MPa.化学结合型界面是提高复合材料强度的途径之一.     

热压工艺对黄麻/聚丙烯复合板材性能的影响

测试分析了热压温度、热压时间、热压压力等工艺参数对黄麻／聚丙烯纤维复合板材性能的影响，并用方差分析了影响程度。结果表明热压工艺参数对板材拉伸强度和弯曲强度都有显著影响，且随着温度升高复合板材强力呈先增大后减小趋势，在温度为17012时，强力达到最大值；随着热压时间延长，强力呈上升趋势，在4min时拉伸强力和弯曲强力较好；随着压力增加，强力呈先上升后下降趋势，在4Mpa时达到最佳强力。     

Pt-Co/C二元纳米催化剂的制备与性能研究

用液相还原法以CoCl2和H2PtCl6为前驱体制备不同Pt-Co配比的Pt-Co/C纳米催化剂,应用于直接甲醇燃料电池阳极反应中.将所制纳米催化剂负载在玻碳电极上,通过电化学循环伏安法和计时电流法对所制备不同配比的纳米催化剂进行甲醇催化氧化活性及稳定性测试.研究结果表明:在酸性介质中,前驱体配比为Pt∶Co=2∶1的Pt-Co/C催化剂具有最佳的催化活性、稳定性和抗CO中毒能力.     

ZrB_2/B_4C陶瓷复合材料的计算机物相分析

通过X射线衍射分析,并结合使用Powder4和Material Studio中的Powder Index程序模块计算了原位烧结ZrB2／B4C陶瓷复合材料中ZrB2的晶体结构。确定了原位反应生成的发生了晶格畸变以后的ZrB2属P6／mmm空间群,然后通过多次里德瓦尔(Rietveld)精修得到的ZrB2晶格常数,最后得到原位生成的ZrB2晶体的原子位置。结果表明ZrB2原子占位为B:-0.33023 0.32535-0.48309 0.00000;Zr-1.00091 -0.00076 0.00035 0.00000,并且晶格常数中a值发生了-0.03％,b值发生了0.2％,c值发生了0.1％晶格畸变。