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在酸性环境中非贵金属析氧反应电催化剂现状及发展趋势 被引量：5
1
作者 冯敏 岳鑫 《材料研究与应用》 CAS 2023年第2期189-196,共8页
质子交换膜(PEM)电解水槽是最有前途的制氢技术之一,其阳极上发生的析氧反应(OER)的缓慢四电子过程决定了整体效率。因此,开发高活性且稳定的电催化剂用于酸性环境下的OER是一个长期的挑战。目前,PEM电解水槽中的阳极或电催化剂多使用... 质子交换膜(PEM)电解水槽是最有前途的制氢技术之一,其阳极上发生的析氧反应(OER)的缓慢四电子过程决定了整体效率。因此,开发高活性且稳定的电催化剂用于酸性环境下的OER是一个长期的挑战。目前,PEM电解水槽中的阳极或电催化剂多使用贵金属铱、钌及其氧化物,它们不仅在强酸性条件下表现出较差的稳定性,而且成本较高、地壳储量低,极大地阻碍了其商业化应用。因此,在酸性介质下,开发活性高,稳定性良好,价格低廉的非贵金属OER电催化剂对PEM电解槽的大规模应用具有重要的意义。综述了当前常见的各种非贵金属电催化剂,包括过渡金属氧化物、碳基材料和其他类型化合物,并对各类催化剂的优缺点进行了讨论,并提出了酸性OER非贵金属电催化剂的未来发展方向。 展开更多
关键词 质子交换膜(PEM)电解水槽 析氧反应 非贵金属电催化剂 过渡金属氧化物 碳基纳米材料
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卟啉基自组装膜同步光催化芳香醇选择性氧化和过氧化氢生成的性能研究
2
作者 黄昌庚 卜冬蕾 《材料研究与应用》 CAS 2023年第2期213-219,共7页
在温和的条件下实现对芳香醇选择性氧化是一个重大挑战。以中-四(4-羧基苯基)卟吩或中-四(4-羧基苯基)钴卟吩为有机配体、Zn_(2)^(4+)为无机金属节点、4,4’-联吡啶为连接体,通过分步方式制备自组装膜(分别命名为TCPP和TCPP-CoTCPP)。... 在温和的条件下实现对芳香醇选择性氧化是一个重大挑战。以中-四(4-羧基苯基)卟吩或中-四(4-羧基苯基)钴卟吩为有机配体、Zn_(2)^(4+)为无机金属节点、4,4’-联吡啶为连接体,通过分步方式制备自组装膜(分别命名为TCPP和TCPP-CoTCPP)。利用紫外可见吸收光谱和原子力显微镜对上述自组装膜的制备过程及组装结果进行表征。结果表明:TCPP-CoTCPP中光生电子-空穴对的分离效率和界面电荷迁移率较TCPP高,室温有氧条件下该自组装膜表现出良好的同步光催化芳香醇选择性氧化和过氧化氢生成性能;在优化的反应条件下,TCPP的过氧化氢产量为47.23 mmol,芳香醇氧化为芳香醛的选择性为48.4%;通过对自组装膜的有机配体调控,TCPP-CoTCPP过氧化氢产量提高到68.73 mmol,芳香醇氧化为芳香醛的选择性提升到84.2%。 展开更多
关键词 自组装膜 芳香醇 卟啉 光催化 选择性氧化
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高含量磷/硫共掺杂碳网络的制备及储钾性能的研究
3
作者 黄炜彦 李娜 《材料研究与应用》 CAS 2024年第6期1016-1024,共9页
为了解决掺杂碳材料中磷含量低的问题,以红磷为模板和磷源,采用等离子体增强化学气相沉积法一步合成高含量磷/硫(P/S)共掺杂碳网络材料(PSCN),并将其应用于钾离子电池。实验结果表明,P/S高含量(质量分数为31.11%)PSCN为碗状的碳网络结构... 为了解决掺杂碳材料中磷含量低的问题,以红磷为模板和磷源,采用等离子体增强化学气相沉积法一步合成高含量磷/硫(P/S)共掺杂碳网络材料(PSCN),并将其应用于钾离子电池。实验结果表明,P/S高含量(质量分数为31.11%)PSCN为碗状的碳网络结构,其具有碳间距大、缺陷程度高、比表面积大、微孔丰富和热稳定性好等特点。将PSCN作为钾离子电池负极时,在电流密度100 mA·g^(-1)下可逆容量达到557.1 mAh·g^(-1),在电流密度5 A·g^(-1)下可逆放电容量为140.3 mAh·g^(-1),经1 000圈循环后容量仍有137.4 mAh·g^(-1),容量保持率为69.5%,表现出优异的倍率和循环性能。而磷掺杂碳材料(PC),在电流密度100 mA·g^(-1)下的可逆容量为457.3 mAh·g^(-1),在5 A·g^(-1)下经1 000圈循环后容量仅有62.8 mAh·g^(-1),容量保持率较差为43.4%。PSCN的碗状结构有利于电解液的浸润,而其中的细小纤维可以很大程度地抑制K^(+)在嵌入/脱嵌过程中所引起的体积膨胀,从而有效地提升了钾离子电池的倍率和循环性能。此外,高含量P/S共掺杂还可以增加PSCN的活性位点,促进储钾动力学和提高离子传输能力,进而有效提升倍率性能、赝电容占比和K^(+)的扩散系数,降低反应电阻。本研究为发展钾离子电池负极材料的制备工艺提供了参考,起到理论支持作用。 展开更多
关键词 钾离子电池 等离子体 高含量磷/硫共掺杂 碳网络 碗状结构 活性位点 循环性能 储钾动力学
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