NiMoP/C复合材料的制备及其电催化析氢性能

以四水合钼酸铵[(NH4)6Mo7O24?4H2O]为钼源、六水合硝酸镍[Ni(NO3)2?6H2O]为镍源、H3PO4为磷源,采用溶液凝胶法制备前驱体,然后通过化学气相沉积法制备了块状NiMoP/C复合材料.采用XRD、SEM、TEM、XPS、Raman和N2-等温吸附脱附等测试技术,对NiMoP/C复合材料的物理化...     

Pt/Ni2P/MAX相自支撑电极的制备及其析氢性能研究

以具有多层结构的MAX相材料为集流体,依次采用水热生长、原位磷化和电势循环法制备Pt/Ni₂P/MAX相自支撑析氢电极.该电极材料中,多面体Ni₂P颗粒镶嵌于Mxene片层夹缝中(Ni₂P/MAX),显著增加了MAX的析氢性能,且超低含量的纳米Pt粒子高度分散于Ni₂P/MAX表面,提供了更多的活性位点.纳米Pt粒子与Ni₂P之间形成的协同效应促进了电子转移,显著提升电催化析氢活性.结果表明：电流密度为10 mA/cm²时,Pt/Ni₂P/MAX相的过电位仅为63 mV;电流密度高达100 mA/cm²时,Pt/Ni₂P/MAX相的过电位为187 mV,塔菲尔斜率为46 mV/dec,展现出卓越的析氢性能.     

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.     

钴镍双金属磷化物的制备及OER性能研究

作为高效、持续、清洁的制氢方式之一,电化学水分解在很大程度上依赖于经济高效和稳定的电催化剂。通过搅拌浸泡将Co²⁺和Ni²⁺吸附在阳离子交换树脂上,随后通过高温煅烧,合成了一系列钴镍双金属磷化物NiCoP-x@C。实验表明,NiCoP-x@C为多孔结构,具有丰富的多孔纳米颗粒,对OER作出了主要贡献,此外,双金属掺杂和P含量的增加也促进了析氧反应的催化活性。对于OER,NiCoP-2B@C的过电位为366 mV,Tafel为52.09 mV·dec^-1,为OER催化剂的设计和制备提供了一种新的策略。     

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.     

基于Fe、Co、Ni的电催化析氢催化剂的研究进展

为探究不同掺杂对镍基磷化物催化性能的影响, 采用水热法制备4种不同掺杂(Fe、Co、Mo、W)的镍基前驱体, 然后通过化学气相沉积法对不同前驱体磷化, 得到相应的4种镍基磷化物。经SEM分析发现, 不同前驱体的结构存在较大差异。磷化后, 仅有NiMoP较好地保留了其前驱体的原有形貌, 展示出最佳的结构稳定性。XPS分析表明: 4种镍基磷化物表现出不同价态结构, Fe、Co掺杂镍基磷化物具有相似低价态结构, 而Mo、W掺杂镍基磷化物具有高价电子态结构。进一步电化学析氢测试表明, NiMoP在10 mA/cm²的电流密度下过电位仅为97 mV, 与贵金属Pt的83 mV相近, 远低于其他3种样品的过电位。同时, 在长期的稳定性测试中, NiMoP也表现出比其他3种磷化物更为优良的稳定性能, 表明其良好的析氢催化活性。

     

不同形貌MoS2电催化剂的制备及其析氢性能

为了提高二硫化钼催化水电解析氢的性能,采用钼酸铵和还原性磷钼酸铵(rPOM)两种不同的钼源,以硫代乙統胺为硫源,制备片状和花球状两种形貌的MoS2电催化剂,并通过物理表征与电化学分析,考察了其水电解析氢的性能.结果表明:与片状MoS2相比,花球状MoS2具有较低的过电位(在交流密度为10 mA/cm2时的过电位为287...     

磷化钴(111)面析氢性能的第一性原理

磷化钴(CoP)是迄今为止发现的最有前途的析氢反应(HER)电催化剂之一,本工作通过密度泛函理论的计算,对吸附在钴封端表面上的氢原子进行了热力学分析,研究了CoP(111)晶面的HER活性并通过掺杂改善其性能。计算结果表明：CoP(111)晶面具有较好的析氢活性,并且表面掺杂Mn、Os等原子可提高其催化性能。     

不同维度的NiCoP对析氢反应的影响

形貌调控是提升电催化析氢反应性能的重要途径。通过理论计算和实验验证相结合的方法,研究了不同维度的NiCoP对析氢反应的影响;构建了一维纳米线(NW-NiCoP)和二维纳米片(NS-NiCoP)的结构模型。结果表明,NW-NiCoP在费米能级附近具有更高的态密度,有利于电荷高效传输,而NS-NiCoP则具有更高的氢吸附能,有利于进行Volmer反应。采用水热和磷化两步法分别制备了NW-NiCoP、NS-NiCoP和三维杂化纳米片线(NSW-NiCoP);对不同维度的NiCoP进行了电化学测试。结果表明,在电流密度为-10 mA/cm²时,NSW-NiCoP的过电位为45 mV。     

钴和氮修饰的多孔碳作为高效的析氢电催化剂的研究

采用水热的方法制备了钴修饰的3D石墨烯水凝胶,将该水凝胶浸渍在2-甲基咪唑溶液中获得了ZIF-67与3D石墨烯的复合材料,其结合了3D石墨烯和ZIF-67的孔结构特征,通过改变热解温度对材料的功能性和孔结构进行调节,经过高温热解后制得的金属钴纳米粒子嵌入于N掺杂多孔碳的材料(Co/N/GA)。通过SEM、TEM、XRD、XPS和Raman等测试手段对催化剂进行了形貌和结构的表征,以及利用循环伏安曲线、线性扫描伏安法、交流阻抗谱图和计时电流等谱图对电化学性能进行了详细的研究。结果表明,所制备的钴、氮双掺的多级孔碳材料具有较高的比表面积、较高的氮含量和优异的电子传输能力,因此优化的Co/N/GA-900催化剂在酸性和碱性溶液中,电催化析氢反应起始过电位分别为0和30mV,电流密度在10mA/cm~2的电位分别是45和67mV,Tafel曲线斜率分别为44和88mV dec~(-1),证明了本文所获得的催化剂具有优异的催化活性,而且稳定性测试也说明该催化剂具有优异的稳定性。     

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...     

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。     

β-FeOOH/U-g-C3N4异质结的制备及光电催化析氢性能

通过两步合成法合成了新型的β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结光催化剂。首先通过热聚合制备超薄g-C₃N₄（U-g-C₃N₄）样品,然后通过超声技术以U-g-C₃N₄和FeCl₃·6H₂O为前驱体制备β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结。系统研究了铁盐种类、前驱体质量比、pH值和超声时间等合成条件对β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结光催化析氢性能的影响。具有最佳析氢性能的β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的比表面积为47.7 m²·g^-1,是U-g-C₃N₄的3倍;与U-g-C₃N₄相比,β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的能带隙从2.70 eV降低到2.02 eV,吸收边带从472 nm红移至583 nm。另外,光催化制氢反应中β-FeOOH/U-g-C₃N₄异质结的Tafel斜率为87.2 mV·dec^-1,低于U-g-_C3N₄的147.4 mV·dec^-1和β-FeOOH的156.8 mV·dec^-1。结果表明复合产物较U-g-C₃N₄具有更高的光电催化活性。光电催化活性提高应归因于β-FeOOH和U-g-C₃N₄形成了异质结,界面电子通过碳物质可以更高效地转移,同时产生了较多的活性反应位点。因此,通过超声法将β-FeOOH和U-g-C₃N₄复合是一种制备较高光电催化活性且稳定的光电催化材料的有效策略之一。     

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。     

碳布负载三维Se掺杂NiCoP纳米阵列作为碱性条件下的析氢催化剂

探索稳定高效的碱性析氢(HER)电催化剂对碱性条件下的电解水具有重要意义.通过水热反应和磷化/硒化工艺在碳布上原位生长了具有分级纳米阵列结构的Se-NiCoP/CC析氢催化剂.实验结果表明,Se掺杂可以增加NiCoP的电化学活性位点,调节NiCoP的电子结构.优化后的Se-NiCoP/CC电极在碱性电解质中表现出优异的...     

光催化析氢反应中TiO2基催化剂的研究进展

随着能源需求日益增长,寻找可持续发展的再生能源越来越成为重要任务.光催化分解水制氢因其清洁环保的太阳能利用而受到广泛关注.TiO₂作为一种应用于光催化领域的前沿材料,受到了广泛的关注.TiO₂作为光催化剂,以无毒、价廉、稳定性好和光催化活性高等优点被广泛应用于分解水制氢等领域.但由于其禁带宽度较宽和光生电子-空穴对复合率较高,TiO₂作为光催化剂的性能普遍受到限制.许多不同的研究致力于克服这些问题,使得光催化性能得到显著改善.综述了近年来TiO₂光催化材料的析氢反应的研究进展,重点讨论了关于复合材料的元素组分、掺杂以及光敏化对TiO₂光催化活性的影响,对每种复合材料的优越性和局限性进行了评述.最后指出了TiO₂作为光催化剂在未来发展中面临的问题以及发展前景.     

MoS2/硼掺杂石墨烯的电化学析氢和储锂性能

为了研发高效低成本的析氢反应(HER)电催化剂和高性能的电化学储锂电极材料,通过一步水热法制备MoS₂/硼掺杂石墨烯（MoS₂/BG）复合材料. 结果表明,少堆积MoS₂纳米片均匀地分散在硼掺杂石墨烯上,并具有较多的无序结构和扩大的层间距. 作为析氢反应电催化剂,MoS₂/BG复合材料表现出较高的电催化活性和较低的Tafel斜率（46.3 mV/dec）;作为电化学储锂电极材料,MoS₂/BG复合材料表现出优异的电化学储锂性能,可逆比容量为1 205 mA·h/g,并具有稳定的循环性能和显著增强的高倍率特性. MoS₂/BG复合材料电化学性能优异是由于硼掺杂改变石墨烯的电子性质和表面特性,以及无序结构较多的弱堆积MoS₂层均匀地分散在硼掺杂石墨烯表面,增加电催化析氢反应的活性位点和电化学储锂能力,降低电极反应的电子转移阻抗,增强电极反应的动力学性能.     

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.     

乙酰丙酮配体对SnCl2/AC催化乙炔氢氯化反应的影响

负载型SnCl₂是一种无汞乙炔氢氯化催化剂,为了增强SnCl₂催化剂的乙炔氢氯化反应性能,通过引入乙酰丙酮配体(acetylacetone)制备了5.0%Sn(acac)₂Cl₂/AC催化剂,并对催化剂的物化性能进行了分析。结果表明,在乙炔体积空速为90 h^-1、乙炔与HCl物质的量比为1∶1.1、反应温度为170 ℃的条件下,5.0%Sn(acac)₂Cl₂/AC催化剂的乙炔转化率达到96%,高于5.0%SnCl₂/AC催化剂的乙炔转化率;结合反应前后催化剂的性能表征,证实引入乙酰丙酮配体可增强SnCl₂催化剂的乙炔吸附能力,同时还可起到抑制反应过程中锡流失的作用,有效地提高了SnCl₂催化剂的反应活性和稳定性。     

2-芳胺基硫代甲酰基-3H-3,4,5,6-四氢嘧啶的特征红外光谱

合成了5种2-芳胺基硫代甲酰基-3H-3，4，5，6-四氢嘧啶化合物，并对化合物的红外光谱进行了研究，归属了其主要红外吸收谱带，探讨了红外吸收谱带随化学结构的变化而变化的规律，指出了此类化合物的红外光谱特征。