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自支撑Cu/α⁃FeOOH/泡沫镍复合催化剂氧化甲醇耦合电解水高效制氢
1
作者 申晴晴 杜向博文 +4 位作者 钱凯成 金智康 方政 韦童 李仁宏 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1953-1964,共12页
采用一步溶剂热法在泡沫镍(NF)基底上原位生长Cu/α⁃FeOOH纳米复合材料,制备了自支撑Cu/α⁃FeOOH/NF催化剂。相比于α⁃FeOOH/NF催化剂,Cu的引入为α⁃FeOOH的生长提供了更多的附着点,使得催化剂表面更加粗糙,并增大了催化剂与反应物的接... 采用一步溶剂热法在泡沫镍(NF)基底上原位生长Cu/α⁃FeOOH纳米复合材料,制备了自支撑Cu/α⁃FeOOH/NF催化剂。相比于α⁃FeOOH/NF催化剂,Cu的引入为α⁃FeOOH的生长提供了更多的附着点,使得催化剂表面更加粗糙,并增大了催化剂与反应物的接触面积。Cu和无定形的α⁃FeOOH之间存在晶态和非晶态的异质界面,改变了催化剂的电子结构,促进电子从Ni、Fe向Cu转移,从而显著增强了催化剂对甲醇的吸附和氧化。电化学测试表明,Cu/α⁃FeOOH/NF催化剂具有优异的甲醇氧化反应(MOR)和析氢反应(HER)性能。在Cu/α⁃FeOOH/NF催化剂同时作为阴极、阳极的Cu/α⁃FeOOH/NF||Cu/α⁃FeOOH/NF HER⁃MOR耦合电解水系统中,达到10 mA·cm^(-2)电流密度所需的电压比直接全水解系统降低了125 mV,且在较大电压(2.4 V)下能够稳定反应96 h。此外,阳极MOR产生了价值更高的甲酸盐,1.80 V下生成甲酸盐的法拉第效率高达97%。 展开更多
关键词 甲醇氧化反应 异质界面 自支撑双功能催化剂 甲酸盐 耦合电解水制氢
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纳米晶态硼化钴的合成及其催化氨硼烷高效制氢 被引量：2
2
作者 金智康 韦童 +11 位作者 许超 贾洪柏 宋俊杰 祝宏亮 杜向博文 彭正鑫 王刚 刘军 丁宏云 何凡 王敏 李仁宏 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2392-2400,共9页
采用简单的煅烧工艺合成了纳米硼化钴(CoB)晶体,并首次研究了纳米CoB晶体在氨硼烷溶液水解制氢过程中的催化活性。研究发现,纳米CoB晶体具有较高的催化活性,在室温条件下其转换频率(TOF)为35.3 mol_(H_(2))·molcat^(-1)·min^(... 采用简单的煅烧工艺合成了纳米硼化钴(CoB)晶体,并首次研究了纳米CoB晶体在氨硼烷溶液水解制氢过程中的催化活性。研究发现,纳米CoB晶体具有较高的催化活性,在室温条件下其转换频率(TOF)为35.3 mol_(H_(2))·molcat^(-1)·min^(-1),优于同等条件下贵金属Pt催化剂(TOF=29.3 mol_(H_(2))·molcat^(-1)·min^(-1))。此外,循环测试8次后纳米硼化物晶体的催化制氢性能没有发生衰减。进一步研究发现CoB表面的Co0物种是催化制氢的活性位点,而表面的B物种位点能够有效辅助Co0位点实现协同催化氨硼烷制氢。 展开更多
关键词 硼化钴 氨硼烷 催化制氢 协同作用
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聚多巴胺改性碳纤维增强尼龙6复合材料的界面性能 被引量：1
3
作者 王刚 杜雷雷 +4 位作者 缪自强 钱凯成 杜向博文 邓泽婷 李仁宏 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期203-210,共8页
在碳纤维表面自聚合沉积多巴胺对其改性,制备出碳纤维增强尼龙6复合材料(CF/PA6)。使用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪、傅里叶红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段表征碳纤维的表面形貌、粗糙度、润湿性... 在碳纤维表面自聚合沉积多巴胺对其改性,制备出碳纤维增强尼龙6复合材料(CF/PA6)。使用扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪、傅里叶红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱仪(XPS)等手段表征碳纤维的表面形貌、粗糙度、润湿性和化学结构,研究聚多巴胺(PDA)沉积时间对复合材料界面力学性能的影响。结果表明:经过改性处理的碳纤维表面被一层均匀的PDA薄膜覆盖,显著提高碳纤维的表面活性、表面粗糙度和化学键能,也极大地提高碳纤维与尼龙6树脂基体之间的界面相容性。PDA沉积16 h的复合材料其界面结合强度最高,层间剪切强度达到31.7 MPa比改性前提高72.3%,弯曲强度达到308.2 MPa比改性前提高56.9%。 展开更多
关键词 复合材料 CF/PA6 复合物 浸渍法 聚多巴胺 界面结合强度 表面改性
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磁性Co/TiB_(2)室温高效催化氨硼烷产氢及串联降解有机污染物
4
作者 宋俊杰 韦童 +9 位作者 许超 贾洪柏 刘军 丁宏云 何凡 王敏 金智康 杜向博文 王刚 李仁宏 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2022年第11期2202-2212,共11页
通过熔盐法制备Ti B_(2)载体,并采用简单的沉淀-沉积法制备了Co/Ti B_(2)磁性可回收纳米催化剂,用于室温催化氨硼烷(NH_(3)BH_(3))溶液产氢及串联降解对硝基苯酚(4-NP)及偶氮染料酸性橙7(AO7)、酸性红1(AR1)和甲基橙(MO)等有机污染物。... 通过熔盐法制备Ti B_(2)载体,并采用简单的沉淀-沉积法制备了Co/Ti B_(2)磁性可回收纳米催化剂,用于室温催化氨硼烷(NH_(3)BH_(3))溶液产氢及串联降解对硝基苯酚(4-NP)及偶氮染料酸性橙7(AO7)、酸性红1(AR1)和甲基橙(MO)等有机污染物。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、振动样品磁强计等表征方法对催化剂的微观形貌和结构等进行分析。结果表明,Co纳米粒子均匀地分布在Ti B_(2)载体表面,晶粒尺寸约为40 nm,并且被Ti B_(2)载体包覆,具有典型的金属-载体强相互作用。Co/Ti B_(2)表现出优异的室温催化NH_(3)BH_(3)溶液产氢活性,产氢速率为565.8 mol_(H2)·mol^(-1)_(cat)·h^(-1)。在串联降解有机污染物反应中,Co/Ti B_(2)在7 min内催化4-NP氨基化的转化率接近100%,反应速率常数高达0.72 min^(-1);降解AO7的反应速率常数在3种偶氮染料中最高(0.34 min^(-1))。通过EPR-DMPO(EPR=电子顺磁共振,DMPO=5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物)自由基捕获实验检测出Co/Ti B_(2)+NH_(3)BH_(3)催化体系中产生大量的氢自由基(·H)。得益于·H的强还原性,Co/Ti B_(2)+NH_(3)BH_(3)催化体系能够将4-NP氨基化为具有更高价值的对氨基苯酚(4-AP),同时能够还原偶氮染料分子中的显色基团偶氮基(—N=N—)。 展开更多
关键词 钴/硼化钛 磁性可回收 催化制氢 串联降解 活性还原物种
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