Ni-Fe-V LDHs@NiS2/C复合材料的制备及其电催化析氧性能研究

为提供具有成本竞争力的可再生清洁能源-氢能,开发有效的非贵金属析氧催化剂受到了广泛的关注。本文利用二步溶剂热法制备了Ni-Fe-V LDHs@NiS_2/C的复合催化材料,对产物进行了XRD、SEM、I/E、EIS等表征;同时对比研究了不同总金属离子浓度下硫化处理对电催化析氧性能的影响。结果表明,当总金属离子浓度为30mmol·L~(-1)时所制得的Ni-Fe-V LDH/C材料,在1mol·L~(-1)KOH电解质中,电流密度为10m A·cm~(-2)时,析氧超电势为513m V,而所得的Ni-Fe-V LDHs@NiS_2/C的复合催化材料的析氧超电势仅为352mV,其析氧超电势降低了161mV。这为降低电催化析氧过电势提供了一种新的策略。     

不锈钢基ZnO/PbO2阵列电极的制备及其析氧电催化性能

以不锈钢(SS)为基体,聚苯乙烯(PS)微球为模板,采用直流电沉积法制备了SS/ZnO/PbO2阵列电极.通过扫描电镜(SEM)分析和线性扫描伏安法(LSV)测试,研究了电流密度、施镀时间和Pb(NO3)2质量浓度对电极活性层微观形貌和析氧电催化性能的影响.结果表明,在电流密度5.0 mA/cm2和Pb(NO3)2质量浓度190 g/L的条件下施镀25 min所得SS/ZnO/PbO2阵列电极表面呈规则的花瓣状阵列结构,晶粒均匀、致密,电催化活性优异.     

硫化物催化剂电催化析氢性能的研究进展

当今社会,清洁能源取代化石原料能源是一种主流趋势,制备清洁能源成为当下的热门话题。氢气作为优良的清洁能源,具有可再生、绿色环保、来源广泛等优点,成为制取的首要目标。常见的高效制氢方法是电催化析氢法,实验室中传统电析氢催化剂主要以贵金属为材料,因贵金属数量少且价格贵,以非贵金属材料硫化物代替价格昂贵的贵金属材料为切入点进行研究制取硫化物析氢催化剂,然而硫化物析氢催化剂相比于贵金属催化剂有着导电性能差、易聚团等缺点,针对以上问题进行研究,通过合成多种硫化物,对他们进行电化学和结构等测试,从多方面考虑制得析氢性能的优良和稳定性更好的催化剂,为制得电解析氢催化剂提供有效的理论指导。     

Ni-Fe基析氧阳极材料的研究进展

寻找一种高效、稳定和低成本的析氧阳极材料对于在碱性环境中电解水的研究具有非常重要的实际意义。近年来,Ni-Fe基材料以其低成本及在碱性条件下具有高催化活性的特点成为析氧反应电极材料的研究热点。本文概述了近几年国内外学者对不同的Ni-Fe基析氧材料(包括Ni-Fe合金、Ni-Fe氧化物、Ni-Fe层状双金属氢氧化物及Ni-Fe基复合材料等)在合成方法、物理形态、化学结构和催化性能等方面所进行的研究,介绍了Ni-Fe基材料的析氧反应机理的进展,探究了析氧反应活性相以及Fe的掺入对Ni基氢氧化物的结构和活性的影响,最后指出了合成方法的改进及详细反应机理的探究将会成为未来Ni-Fe基析氧阳极材料的重点研究方向。     

铁钴MOF的制备及电解水析氧性能研究

氢气是一种高能量密度的清洁型能源,具有高效率、低成本、产物无污染和来源丰富等优点,利用太阳能光伏、风力、水力等可再生清洁能源电催化分解水制氢是最具潜力的绿色制氢方式之一。其中电催化材料对能源转换效率起至关重要的作用,电催化优异的Pt、Ir等贵金属基材料价格高昂、储量稀缺,无法在工业上大规模应用。因此,非贵金属类电催化材料成为当前电催化领域研究的热点。而影响电解水效率的主要因素是动力学缓慢的析氧半反应(OER),本论文合成了一种新型有机双联配体,并利用该配体与钴、铁等配位,水热合成了一系列钴、铁单金属MOFs(Co_xMOFs、Fe_xMOFs)和钴铁双金属MOFs(Co_xFe_yMOFs)材料,表征其微观结构和形貌,并通过多种电化学手段测试其电催化分解水析氧性能,结果表明单金属MOF中有机配体与金属按物质的量比3∶1制备的MOF的析氧性能最好,而双金属MOF中铁和钴的相互作用提高了其电催化动力学、减小了电化学阻抗,Co₆FeMOF表现出最优的电催化析氧性能,且所有催化材料都具有较好的...     

碳纸负载钴氧化物的制备及电催化析氧性能研究

高效且廉价的电催化析氧反应（OER）电极材料的制备对其在电化学能源转化和储存系统中的应用具有重要的研究意义。通过溶剂热法和不同气氛焙烧,分别制得碳纤维纸（碳纸）负载的两种钴氧化物（一氧化钴和四氧化三钴）,并将其用作OER电极的催化剂。运用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）和X射线光电子能谱（XPS）技术分别对两种材料的物相、形貌和表面价态进行了表征及分析。结果表明：在氮气气氛下焙烧得到一氧化钴纳米片,而在空气下焙烧得到四氧化三钴纳米片。通过线性扫描伏安法（LSV）、循环伏安曲线（CV）、电化学交流阻抗测试（EIS）和计时电位法对两种材料的电催化析氧性能进行了研究。结果表明：一氧化钴电极比四氧化三钴电极具有更优异的析氧反应催化活性和稳定性。在1 mol/L 氢氧化钾电解液中,一氧化钴和四氧化三钴电极在10 mA/cm ²电流密度下对应的电位分别为1.568 V和1.617 V。     

铅电极上电聚合聚苯胺及其析氧电催化性能研究

在苯胺-硫酸电解液中,采用电化学阳极氧化法在纯铅表面电沉积制备聚苯胺(PAn)膜层。探讨了苯胺电聚合过程的影响因素及其规律,并考察了所得Pb/PAn膜电极材料的析氧电催化特性。结果表明,在一定的恒电流密度下,聚苯胺的沉积量与时间成正比;与空白Pb电极相比,Pb/PAn膜电极的析氧电位负移0.13~0.36V,交换电流密度提高2~4个数量级,显示出良好的析氧电催化特性。作为析氧阳极,Pb/PAn膜电极在有色金属电解提取等方面具有潜在应用价值。     

碳基材料电催化合成氨的研究进展

氨作为重要的肥料和能源载体,传统合成方法(如哈伯-博斯工艺)的高能耗和二氧化碳排放问题促使人们寻求更环保、低能耗的替代方法。电化学氮还原反应(ENRR)被认为是一种有前景的方法。然而,ENRR仍面临着一些挑战,包括催化剂的产率和法拉第效率(FE)受到析氢反应(HER)和氮还原反应(NRR)竞争的影响。近期的研究集中在改进电催化剂以提高其活性和选择性。本文结合电催化机理,综述了碳基材料在NRR反应的研究现状,为寻找更高效、更环保的氨合成方法提供了重要的指导和启示,有望为未来的ENRR研究和环境友好型氨生产的发展奠定基础。     

钴钨复合电极在碱性介质中的电催化析氢性能

为提高电极的电催化析氢性能,在钴电沉积中加入钨粉,制得钴钨复合电极,采用阴极极化曲线法、交流阻抗技术和扫描电子显微技术研究了电极在碱性介质中的催化析氢性能。与钴电极相比,钴钨复合电极表面粗糙,具有较大的交换电流密度和较小的析氢反应电阻。结果表明：复合电极的电催化析氢性能优于钴电极。     

基于MOFs的衍生物及其电催化析氧性能的研究

析氧反应(OER)在电化学水裂解中扮演着重要的角色,为可持续生产氢能提供更可行的途径。以金属有机框架(MOFs)作为模板所得到的衍生物具有可调控的结构/成分、高表面积以及有序孔道结构等优点。综述了近年来MOFs基衍生物在OER应用中的研究进展,所展示的实例将为制备高活性MOFs基衍生物提供参考。最后,展望了MOF基电催化剂工程化所面临的挑战和前景。     

电沉积镍铁锰三元纳米片在析氧反应中的性能研究

电解水制氢技术作为当下最有效的制氢技术之一,低成本、高性能的电催化剂是提高电解水效率的理想选择。本文采用了一步电沉积法在泡沫镍上制备镍、铁、锰三元纳米片(NiFeMn)作为析氧反应(OER)电催化剂。当电流密度为20mA·cm^-2时,过电位达到297mV,Tafel斜率达到了143.2mV·dec^-1,经过了12小时的I-T测试后,其电流密度为86mV·cm^-2,表明该材料具有较好的稳定性和活性。NiFeMn纳米片良好的OER性能可能是由于其高的电化学活性表面积,为OER反应提供了更多的活性位点。     

复合氧化物La0.8Sr0.2CoO3的合成及其析氧电催化

通过有机酸辅助法在较低温度下合成了La0.8Sr0.2CoO3复合氧化物,XRD结果表明,用该方法合成的La0.8Sr0.2CoO3具有单相钙钛矿结构,从稳态物化曲线得出,在碱性溶液中,在La0.8Sr0.2CoO3表面的析氧Tafel斜率为65mV/dec,OH-的反应级数为1,在分析了反应机理后,得出了析氧反应的动力学方程,恒电流测试结果表明,用该方法制备的La0.8Sr0.2CoO3/Ni电极,在碱性溶液中具有良好的析氧催化活性.     

Co9S8-CuS纳米片阵列的电沉积制备及其电催化产氧性能研究

过渡金属硫化物因其制备简单、导电性好以及具有丰富的氧化还原性质被广泛用作电催化剂。在导电基底上原位生长复合材料被认为可有效提高催化剂的电催化性能。基于此,利用简单、可控的电沉积法,以泡沫铜作为导电基底,以硝酸铜和硝酸钴作为铜源和钴源原位制备了Co_9S_8-Cu S纳米片阵列。在三电极体系中,将Co_9S_8-Cu S纳米片阵列作为阳极在1 mol/L KOH溶液中得到了优异的电催化析氧性能,Co_9S_8-Cu S纳米片阵列获取50 m A/cm~2电流密度所需的过电位仅为370 m V,其Tafel斜率低至108 m V/dec,其优异的电催化析氧性能归因于较大的催化活性面积以及复合材料中Co_9S_8与Cu S之间的协同作用。     

电催化水分解析氧反应研究现状

析氧反应(OER)是电化学能量转换和储存装置(如氢燃料生产,水电解和可充电金属空气电池)中水分解的关键半电池反应。然而在碱性溶液中,OER反应不具有动力学上的优势,一般需要通过使用贵金属来降低过电位,但贵金属催化剂的高成本和稀缺性限制了其使用。因此,开发高效、廉价、地球资源丰富、稳定、低过电位运行的水裂解电催化剂是实现高效、廉价制氢的关键。综述了电催化水分解析氧反应近几年的国内外研究现状,分析了该研究面临的问题,并对该领域未来的发展进行了展望。     

多孔普鲁士蓝类似物的合成及电催化析氧性能

采用一种简单易行的共沉淀法合成了前驱体镍铁普鲁士蓝类似物NiFe-PBA（NF）,然后通过溶剂热处理获得了镍铁普鲁士蓝纳米多孔材料（NFP）。通过XRD、SEM、TEM、XPS、BET及电化学方法对所得材料进行了结构表征和析氧性能测试。结果表明,NFP相对于前驱体NF,电化学比表面积增大、催化活性位点增多,电催化析氧反应（OER）性能显著提高。在浓度1 mol/L KOH水溶液中,达到10 mA/cm2电流密度时,NFP所需过电位仅为260 mV,比NF（320 mV）前驱体低18.75%,也优于大多数已报道的非贵金属催化剂和商用贵金属催化剂,显示出良好的应用前景。     

NiCo双金属磷化物纳米片的制备及其电催化性能

以硝酸镍为镍源、硝酸钴为钴源,通过钼酸根和二甲基咪唑改变活性位点和结构,制备层状双金属氢氧化物,并以次磷酸钠为磷源制备了磷化镍钴双金属催化剂.利用电化学工作站对催化剂的析氢反应和析氧反应性能进行了测试,并使用电子显微镜对催化剂的显微结构进行表征.通过改变镍钴加入量探究双金属比例对催化剂电催化性能的影响.结果表明,当Ni...     

Co-Mo合金电镀及其析氢电催化性能研究

分别研究以钛和铁为基体的Ｃｏ－Ｍｏ合金电镀,经测试证明Ｃｏ－Ｍｏ镀层结合力强,硬度高,耐腐蚀和耐热性能优良。阴极极化曲线指出,以钛为基体电镀Ｃｏ－Ｍｏ合金镀层作为阴极,在３００ｇ／ＬＮａＣｌ溶液中,６０℃,ＪＫ＝３０ｍＡ／ｃｍ２电解,能降低氢超电势５２０ｍＶ;以铁为基体电镀Ｃｏ－Ｍｏ合金镀层作为阴极,在同样条件下电解,能降低氢超电势１８０ｍＶ,说明以钛为基体电镀Ｃｏ－Ｍｏ合金镀层是优良的析氢电催化电极