Co-Mo-P@NPS作为析氢反应催化剂的研究

通过电沉积的方法在金属镍片上先电沉积银锡合金,再通过去合金的方法去除合金中的锡元素,制备出纳米多孔银(NPS)结构,然后通过电沉积法将Co-Mo-P负载在纳米多孔银上,并测试其在1mol·L~(-1)KOH碱性条件下的析氢性能。结果表明Co-Mo-P@NPS的析氢过电位在10m A·cm~(-2)时比Co-Mo-P低36mV。通过测试循环伏安曲线计算双电层电容可以看出Co-Mo-P@NPS比Co-Mo-P拥有更多的电化学反应活性面积。并且Co-Mo-P@NPS具有很好的电催化析氢稳定性。     

纳米晶Pd修饰p-Si电极的制备及其光电析氢性能

在半导体p型Si上化学沉积金属Pd,制备了纳米晶Pd修饰p-Si电极.控制化学沉积的时间,可得到不同沉积量和不同尺度的Pd颗粒,沉积时间为20 min时,Pd颗粒的直径约为80 nm.XRD测试结果表明,Pd颗粒的平均晶粒尺寸为7.37 nm.重点研究了Pd/p-Si电极在光照前后的催化析氢性能.光照下Pd/p-Si电极的析氢过电位较无光照减小约250 mV,比半导体Si减小约450 mV（电流密度为2.5 mA•cm^-2时）.电化学交流阻抗谱（EIS）表明,光照下Pd/p-Si电极的电化学析氢反应电阻由未光照的593.12 Ω•cm2降低至442.20Ω•cm²,光照下的析氢反应速率明显增加.     

配位负载法制备CoS2/AOCF复合材料及其电催化析氢性能

以硫酸钴、硫代硫酸钠、硫和偕胺肟化聚丙烯腈纤维(AOCF)为原料,采用配位负载法制备了CoS2/AOCF复合材料,采用SEM、XRD、TEM、XPS和BET对CoS2/AOCF进行物相分析和形貌表征,并对CoS2/AOCF复合材料的电催化析氢性能进行了测试.结果表明,AOCF链上—OH、—NH2与Co(Ⅱ)的配位作用极大地提高了活性组分CoS2的比表面积,改变了活性组分的晶体结构,增大了有效活性位点的数量.CoS2/AOCF在10 mA/cm2的电流密度下过电势为92 mV,Tafel斜率仅为43 mV/dec,具有良好的析氢稳定性,展现了优异的电化学性能.     

配位负载法制备CoS2/AOCF复合材料及电催化析氢性能

以硫酸钴、硫代硫酸钠、硫和偕胺肟化聚丙烯腈纤维(AOCF)为原料，采用配位负载法制备了CoS2/AOCF复合材料，通过设计偕胺肟化聚丙烯腈高分子链上的—OH和—NH2基团与Co(Ⅱ)配位作用，极大提高了活性组分CoS2的比表面积，改变了活性组分的晶体结构，增大了有效活性位点的数量。采用SEM、XRD、TEM、XPS和BET对CoS2/AOCF进行物相分析和形貌表征，并对CoS2/AOCF复合材料进行电催化析氢性能测试。结果表明：CoS2/AOCF在10 mA/cm2的电流密度下过电势为92 mV，Tafel斜率仅为43 mV/dec，具有良好的析氢稳定性，展现了优异的电化学性能。     

Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料制备及其电催化析氢性能

开发高效、稳定的电催化剂是实现电解水制氢反应(HER)的关键。成功制备以炔基化的聚乙烯醇(alkyne-PVA)改性的单层氧化石墨烯(GO)载体,以硼氢化钠为还原剂,将钯纳米颗粒(Pd-NPs)负载在碳基材料上,合成Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料。通过SEM、TEM、XRD、N₂吸附-脱附和XPS对所合成物质的形貌、结构、比表面积及孔径进行分析;采用电化学工作站测试催化剂的线性扫描伏安曲线(LSV)和Tafel 斜率,分析所合成催化剂的电催化析氢性能。结果表明Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料在酸性电解质中的电催化性能较好,其在电流密度为-10 mA·cm^-2时,过电位仅为-80 mV。     

碳化钼/碳纳米片复合材料的制备及析氢性能研究

为了解决Pt基催化剂成本较高的问题,使用电弧放电和高温碳化两步法制备了一种碳纳米片负载碳化钼纳米颗粒的非贵金属催化剂。通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对催化剂的晶体结构、形貌、碳化钼颗粒尺寸进行了表征分析。结果表明,700℃碳化得到的碳化钼/碳纳米片复合催化剂(Mo_2C/CNS)在酸性电解质溶液中表现出优异的析氢性能。在-10 mA/cm²的电流密度下过电位为-221 mV,塔菲尔(Tafel)斜率为68.1 mV/dec,并且1 000圈CV扫描后过电位没有明显下降,显示出优异的稳定性。     

自牺牲模板法制备氮掺杂碳化钼/碳析氢电催化剂

采用g-C₃N₄为自牺牲模板和氮源,葡萄糖为碳源,钼酸铵为钼源,制备具有二维纳米结构的氮掺杂碳化钼修饰碳纳米片(N-Mo₂C/C),并评价其电催化析氢性能。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、拉曼(Raman)等测试手段对N-Mo₂C/C的组成、形貌及结构进行分析。结果表明,氮掺杂的Mo₂C纳米颗粒均匀分散在二维碳纳米片上,粒径主要分布在3~5 nm。利用电化学工作站测试 N-Mo₂C/C的电催化析氢性能,在1 mol/L KOH溶液中,电流密度为10 mA/cm²时其对应的过电势为185 mV,Tafel斜率为69 mV/dec,经20 h循环可维持稳定的析氢电势。     

碳化钼/碳纳米片复合材料的制备及析氢性能研究

为了解决Pt基催化剂成本较高的问题,使用电弧放电和高温碳化两步法制备了一种碳纳米片负载碳化钼纳米颗粒的非贵金属催化剂。通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对催化剂的晶体结构、形貌、碳化钼颗粒尺寸进行了表征分析。结果表明,700℃碳化得到的碳化钼/碳纳米片复合催化剂(Mo_2C/CNS)在酸性电解质溶液中表现出优异的析氢性能。在-10 mA/cm~2的电流密度下过电位为-221 mV,塔菲尔(Tafel)斜率为68.1 mV/dec,并且1 000圈CV扫描后过电位没有明显下降,显示出优异的稳定性。     

Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料制备及其电催化析氢性能

开发高效、稳定的电催化剂是实现电解水制氢反应(HER)的关键。成功制备以炔基化的聚乙烯醇(alkyne-PVA)改性的单层氧化石墨烯(GO)载体,以硼氢化钠为还原剂,将钯纳米颗粒(Pd-NPs)负载在碳基材料上,合成Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料。通过SEM、TEM、XRD、N2吸附-脱附和XPS对所合成物质的形貌、结构、比表面积及孔径进行分析;采用电化学工作站测试催化剂的线性扫描伏安曲线(LSV)和Tafel斜率,分析所合成催化剂的电催化析氢性能。结果表明Pd-NPs@alkyne-PVA/GO复合材料在酸性电解质中的电催化性能较好,其在电流密度为-10 mA·cm^-2时,过电位仅为-80 mV。     

金属有机骨架衍生的自支撑Co9S8/Ni3S2纳米片阵列用于高效电催化分解水性能研究

采用简单、可控的阳离子交换法和水热法在导电基底上成功构筑了具有自支撑纳米片阵列结构的Co_9S_8/Ni_3S_2电催化剂,在碱性电解液(1 mol/L KOH)中,采用三电极体系分别研究了Co_9S_8/Ni_3S_2的电催化析氧和析氢性能。在析氧性能测试中,Co_9S_8/Ni_3S_2/NF电催化剂获取50、100 mA/cm~2的催化电流密度所需要的过电位仅为230、280 mV。而在析氢性能测试中,Co_9S_8/Ni_3S_2/NF电催化剂获取-100 mA/cm~2的催化析氢电流密度所需的过电位仅为129 mV,同时该催化剂表现出了优异的电催化稳定性,其优异的电催化性能归因于其自支撑纳米片阵列结构,可提供更多的活性位点。     

钯/纳米石墨片复合材料的制备及其对甲醇的电催化性能

用改进的Hummers方法和机械剥离法制备纳米石墨片,以硼氢化钠为还原剂,采用一步法制备蠕虫状Pd纳米颗粒/纳米石墨片。结果表明这种新型的纳米石墨片的制备方法简单快速、温和高效。11.5 nm的Pd纳米颗粒能良好地分散在纳米石墨片上,且复合材料在碱性条件下对甲醇具有良好的催化活性和抗毒化性能,比相同条件下制备出的Pd负载在传统的改进Hummers方法制备的氧化石墨烯和商业炭黑Vulcan XC-72的催化性能更佳。     

钯/纳米石墨片复合材料的制备及其对甲醇的电催化性能

用改进的Hummers方法和机械剥离法制备纳米石墨片,以硼氢化钠为还原剂,采用一步法制备蠕虫状Pd纳米颗粒/纳米石墨片。结果表明这种新型的纳米石墨片的制备方法简单快速、温和高效。11.5 nm的Pd纳米颗粒能良好地分散在纳米石墨片上,且复合材料在碱性条件下对甲醇具有良好的催化活性和抗毒化性能,比相同条件下制备出的Pd负载在传统的改进Hummers方法制备的氧化石墨烯和商业炭黑Vulcan XC-72的催化性能更佳。     

Pd纳米线/Pt纳米粒子复合材料的制备及其氧还原催化性能

利用氧化铝模板法结合恒电位法制备了钯纳米线, 再结合循环伏安法制备了Pd纳米线/Pt纳米粒子复合材料, 用扫描电子显微镜观察了所制备的复合材料的形貌, 用能谱仪确认了复合材料的成分, 利用循环伏安和线性扫描测试了复合材料的氧还原催化性能。研究结果发现, 复合材料表现出优于纯铂和纯钯的催化性能, 氧还原峰电流分别比纯铂纳米颗粒和纯钯纳米线的高了8.1倍和2.1倍, 氧还原的起峰电位比铂纳米粒子的正移了140mV。     

纳米Pd修饰WO3电极及其催化析氢性能

将非晶结构Fe-W合金浸泡在0.5 mol/LH2SO4溶液中,在电极表面形成WO3层,厚度约720nm。通过化学法在半导体WO3上沉积金属Pd,扫描电镜和扫描隧道显微镜测试结果表明,沉积5m in后Pd的平均颗粒尺寸约为10 nm。在0.5 mol/LH2SO4溶液中的极化曲线测试结果表明,纳米Pd修饰WO3电极具有优异的电催化及光催化析氢活性,在500W碘钨灯照射下,电流密度为6 A/dm2时电极的析氢过电位减小30 mV以上。     

泡沫镍上原位制备FeOOH/MoSey及电解水双催化性能研究

为设计同时具有优异电催化析氢和析氧性能的过渡金属基催化剂，以泡沫镍为载体和集流体，原位制备了硒化钼(MoSe_y)和羟基氧化铁(FeOOH),得到FeOOH/MoSe_y@Ni复合材料。表征结果表明，先通过电沉积法原位生长了MoSe_y层，再以该MoSe_y层为成核点，通过常温浸泡生长形成了由FeOOH纳米片组成的微米绒球。在三电极体系中，以1 mol·L^-1 KOH溶液为电解液，该FeOOH/MoSe_y@Ni复合材料表现出优异的电催化析氢和析氧性能，析氢电流密度在10 mA·cm^-2时的过电位(η₁₀)为128 mV,析氧电流密度在20 mA·cm^-2时的过电位(η₂₀)为306 mV,并具有较小的Tafel斜率、较大的双电层电容(C_dl)值和良好的稳定性。FeOOH/MoSe_y@Ni优异的电催化性能主要由于三维开放的泡沫镍骨架和原...     

Ni-Sn合金的电沉积过程与析氢性能研究

利用循环伏安曲线研究了Ni2+、Sn2+络合离子的电沉积过程,在镍网基体上采用恒电位法电沉积制备了Ni-Sn合金。室温条件下,在30%KOH溶液中测试纯镍、雷尼-Ni和Ni-Sn合金电极的阴极极化曲线,比较三种电极的催化析氢性能。结果表明,Ni-Sn合金可以提高镍的催化析氢性能。在室温25℃,阴极极化电流密度20A/dm2和30A/dm2时,Ni-Sn合金电极的析氢过电位分别为137mV和161mV,低于雷尼-Ni电极的299mV和341mV。     

石墨烯负载MoS_2-Ni_2P纳米颗粒作为析氢电催化剂

寻找高效廉价的析氢催化剂是"氢经济"中关键一步。通过溶剂热法合成以还原氧化石墨烯(RGO)为载体的Ni_2P纳米颗粒和MoS_2复合材料。在酸性条件下,该复合材料对析氢反应表现出较高的催化活性和稳定性,当电流密度为10 m A·cm~(-2)时过电位为160 mV,塔菲尔斜率为35.9 mV·dec~(-1)。Ni_2P和MoS_2之间的协同效应用氢溢流理论进行了解释。     

电沉积法制备Co-Mo-P电极材料作为析氢催化剂

通过恒电流电沉积法在金属镍片上制备了Co-Mo-P电极材料,采用线性扫描伏安法和循环伏安法研究了Co-Mo-P在1 mol·L-1 KOH的碱性溶液中对析氢反应的催化性能。结果表明,Co-Mo-P具有较好的催化析氢稳定性,其催化析氢性能明显高于Co-P。     

Ni/CrN高效电催化剂的制备及其析氢催化性能

氢能是一种具有高能量密度的清洁能源,如何有效的开发绿氢技术是当前社会首要解决的问题,而研发高效稳定的电解水产氢技术的电催化剂是一种可行性的方式,对促进氢能经济的发展具有重要的意义。通过水热-高温热解两步法合成了一种氮化铬支撑镍纳米颗粒的催化剂(Ni/CrN)。利用XRD、XPS、SEM以及TEM等测试手段对催化剂的形貌及结构进行表征,并在碱性环境下对催化剂进行电催化析氢性能的研究。结果表明,Ni/CrN形成了具有珊瑚状的微观结构,优化了电子结构,并且表现出了优异的析氢反应(HER)催化性能,在10 mA/cm²的电流密度下,Ni/CrN催化剂仅有66 mV的过电位和47 mV/dec的Tafel斜率,十分接近商业的Pt/C催化剂的析氢性能。在10 mA/cm²电流密度的循环稳定性测试中,Ni/CrN表现出比商业Pt/C电极更优越的催化稳定性。     

泡沫镍上原位合成硒化镍与电解水性能研究

过渡金属硒化物已被认为是一类极具发展前景的电解水催化剂。以泡沫镍为基底和镍源,通过一步水热法在泡沫镍上负载硒化镍制备电催化剂(记为Ni-Se@NF)。扫描电镜图表明,在泡沫镍表面原位生长合成了一层纳米颗粒;X射线衍射和X射线光电子能谱表征证明该层纳米颗粒为Ni_(0.85)Se和Ni_3Se_2。在1 mol·L~(-1)KOH电解质中,对Ni-Se@NF电极进行了双催化电解水性能测试。Ni-Se@NF电极的析氢电流密度10 mA·cm~(-2)时的超电势为153 mV,析氧电流密度50 mA·cm~(-2)时的超电势为340 mV,并表现出良好的稳定性。