A Cost‐Efficient Bifunctional Ultrathin Nanosheets Array for Electrochemical Overall Water Splitting

The design of cost‐efficient earth‐abundant catalysts with superior performance for the electrochemical water splitting is highly desirable. Herein, a general strategy for fabricating superior bifunctional water splitting electrodes is reported, where cost‐efficient earth‐abundant ultrathin Ni‐based nanosheets arrays are directly grown on nickel foam (NF). The newly created Ni‐based nanosheets@NF exhibit unique features of ultrathin building block, 3D hierarchical structure, and alloy effect with the optimized Ni₅Fe layered double hydroxide@NF (Ni₅Fe LDH@NF) exhibiting low overpotentials of 210 and 133 mV toward both oxygen evolution reaction and hydrogen evolution reaction at 10 mA cm^?2 in alkaline condition, respectively. More significantly, when applying as the bifunctional overall water splitting electrocatalyst, the Ni₅Fe LDH@NF shows an appealing potential of 1.59 V at 10 mA cm^?2 and also superior durability at the very high current density of 50 mA cm^?2.     

Polypyrrole Whelk‐Like Arrays toward Robust Controlling Manipulation of Organic Droplets Underwater

Whelk‐like polypyrrole (PPy) arrays film is successfully prepared by electropolymerization of pyrrole in the presence of low‐surface‐energy tetraethylammonium perfluorooctanesulfonate (TEAPFOS) as dopant. The underwater wettability of PPy whelk‐like arrays can be successfully tuned by electrical doping/dedoping of PFOS ions. Interestingly, CCl₄ droplets with microliter‐size as a representative sample are gathered together to form a larger droplet underwater at the potential of +0.8 V (vs Ag/AgCl), because PPy is in its PFOS‐doped states. Note that CCl₄ droplet can climb uphill successfully on the inclined whelk‐like arrays PPy film under the applied potential of ?1.0 V (vs Ag/AgCl), which may be attributed to wettability gradient derived from different oxidation states of PPy induced by electrochemical potential. These results may provide a simple strategy for on‐demand manipulation of organic droplets underwater at low voltage.     

电化学合成聚吡咯/二氧化硅复合膜及其防腐性能

采用循环伏安法,在316不锈钢电极表面原位生成聚吡咯-二氧化硅(PPy-SiO2)复合膜。红外光谱分析表明,通过电化学法可以在316不锈钢表面生成PPy-SiO2复合膜。利用扫描电镜考察了PPy与PPy-SiO2膜层形貌,发现相对于PPy膜层,PPy-SiO2膜层有着较为均一的表面状态。分别将316不锈钢、316不锈钢/PPy、316不锈钢/PPy-SiO2浸泡于3.5%(质量分数)Na Cl水溶液中,采用开路电位-时间(OCP-Time)曲线、电化学阻抗谱(EIS)考察了PPy膜层与PPy-SiO2复合膜层对不锈钢的防腐性能,结果表明,浸泡初期,影响膜层防腐性能的主要因素是膜层与不锈钢电极表面的吸附能力,PPy的金属防护效果高于PPy-SiO2;浸泡1 h后,影响膜层防腐性能的主要因素转变为膜层本身抑制水分子渗透的能力,PPy-SiO2的金属防护效果高于PPy。对PPy膜层与PPy-SiO2复合膜层进行了抗阴极剥离实验,结果显示,PPy-SiO2复合膜层具有更高的抗阴极剥离能力。     

钛基亚氧化钛电极电化学降解性能研究

采用SEM、EDS对钛基亚氧化钛电极进行形貌和成分表征,用线性极化曲线法和循环伏安法测试电化学性能,通过降解模拟污水测试降解性能以及用荧光光谱法检测自由基。结果表明,钛基亚氧化钛电极上不能发生直接氧化反应,但是电极析氧电位可达2.18 V(vs.SCE),并且检测到生成大量·OH,是一种类似于Ti/SnO_2的惰性电极,在Na Cl和Na2SO4电解质溶液中电流效率分别达40.95%和22.52%,降解效果优于Ti/SnO_2和Ti/Ru Ir电极。     

椰壳活性炭孔结构对Li-S电池性能的影响

以椰壳为原料,采用化学活化法制备不同比表面积和孔结构的活性炭,通过改变制备工艺参数来调节活性炭的比表面积和孔结构。将活性炭负载60%(质量分数)硫后,作为锂硫电池的正极材料,研究活性炭孔结构对锂硫电池性能的影响。结果表明:随着活性炭比表面积的增加,中孔比例增加,锂硫电池比容量逐步提高。其中,当活化剂与炭化料的质量比为4时,活性炭的比表面积达到2900m2/g,中孔率达到15.36%。在电流密度为200mA/g时,首次放电比容量高达1294.5mAh/g,循环100次后的可逆比容量仍然高达809.3mAh/g。     

石墨烯/银纳米颗粒复合材料的制备及其对双氧水的电化学检测

以氧化石墨烯(GO)和硝酸银为原材料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为还原剂和稳定剂,通过水热法制备出还原氧化石墨烯/银纳米颗粒(rGO/AgNPs)复合材料。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及紫外-可见分光光度计(UV-Vis)对rGO/AgNPs复合材料的形貌、组成和结构进行表征。同时,将rGO/AgNPs复合材料修饰到玻碳电极表面制备出过氧化氢(H_2O_2)电化学传感器,通过循环伏安法(CV)和计时安培响应法(i-t)对传感器进行电化学性能测试。实验结果表明:制备的rGO/AgNPs传感器具有较好的电化学性能,其对H_2O_2检测的灵敏度为340.6μA·(mmol/L)~(-1)·cm~(-2),响应时间为3s,最低检测极限为7.5μmol/L(S/N=3),线性检测范围为20~4950μmol/L(线性相关系数为R=0.9973)。     

K_2CO_3添加对提高Si/C负极电化学性能的作用

本文研究了Si/C锂离子电池负极材料中K_2CO_3的添加对提高电极电化学性能的作用及其作用机理。采用恒流充放电测试和电化学阻抗谱(EIS)研究了不同K_2CO_3添加量对Si/C负极电化学性能的影响;通过扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法分析了K_2CO_3添加对Si/C负极在循环过程中结构和成分变化的影响。研究结果表明,加入K_2CO_3后,由于电极在循环过程中结构稳定性增强以及电极的固体电解质界面(SEI)膜阻抗和电荷转移阻抗减少,使Si/C负极的循环稳定性和倍率性能得到明显提高。     

海洋硫酸盐还原菌对X100钢腐蚀行为的影响

通过测定海水溶液中硫酸盐还原菌(SRB)生长曲线、溶液状态参数、自腐蚀电位、电化学阻抗谱和极化曲线的变化规律,研究了SRB的存在对X100钢在该体系中的腐蚀行为的影响。结果表明:SRB在海水培养基中的一个生长周期可分为快速生长阶段、稳定阶段和衰亡阶段。溶液S2-浓度和氧化还原电位与SRB数目密切相关,X100钢的自腐蚀电位随时间增加呈现先负移、然后正移、最后负移的变化规律;EIS结果表明,在接菌海水中,X100钢的腐蚀速率随着浸泡时间的增加呈现先增大、后减小、再增大的变化趋势;与灭菌海水中的腐蚀相比,X100钢在接菌海水中的腐蚀电流密度降低,腐蚀减弱,其原因是SRB生物膜的存在阻碍了海水与试样表面的直接接触,从而抑制了金属的腐蚀。