恒电量瞬态扰动测量Tafel斜率及数据积分处理

提出了一个三参数积分法拟合恒电量强极化数据以测定Tafel斜率的新方法.实验证明,恒电量瞬态扰动测量碳钢在酸溶液中的腐蚀,获得的Tafel斜率与消除了溶液电阻影响的Tafel外推结果有很好的一致性,说明恒电量法有效地消除了溶液电阻对该体系测量结果的影响,并且通过电化学和失重实验验证表明,这种快速测量可以获得准确的腐蚀速率.这种新的恒电量强极化积分算法相对微分法的优势体现在算法简捷和用于数值计算的数据具有较高的信噪比,因此能够提高测量精度.     

采用循环伏安与Tafel曲线比较不同阳极的电催化性能

采用循环伏安和Tafel曲线两种方法评价了Pt电极、钛基二氧化钌电极(Ti/RuO2)及钛基二氧化锡电极(Ti/SnO2)的电催化氧化性能.结果表明,在500 mg/L的苯酚溶液中,Pt,Ti/RuO2和Ti/SnO2电极氧化苯酚的峰电位依次为0.93,0.95和1.40 V(vsAg/AgCl).Tafel曲线表明,三种电极析氧过电位的顺序依次是Ti/RuO2相似文献   

高分子溶液特性粘度测定的新方法

提出了一个新的一点法测定高分子溶液的特性粘度的经验公式, 并根据文献的一些数据将该公式和常用的程镕时公式进行了比较研究. 结果表明, 该公式具有比程氏公式更高的准确性和广谱性, 还有简单易于操作的优点.     

电流密度对Ti/β-PbO_2-WC复合电极材料在电解锌液中耐蚀性影响研究

本论文为了研究钛基β-Pb O_2-WC复合惰性阳极材料在电解锌液中的腐蚀行为,采用了电化学交流阻抗谱(EIS)测量技术和Tafel曲线分析技术,并结合电极的表面形貌分析,考察了不同电沉积电流密度对所制备复合电极在电解锌液中的耐蚀性的影响。结果表明:低电流密度时,Pb O_2的沉积速度慢,不能完全包覆WC微粒并共沉积,镀层太薄耐腐蚀性能低;高电流密度时,镀层较厚但析氧副反应加剧影响镀层质量导致其耐蚀性受影响;电流密度为25m A·cm~(-2)时,复合电极具有较小的自腐蚀电流密度i_(corr)和较大的极化电阻R_p、较大的腐蚀反应活化能E_a、较大的电荷转移电阻R_t以及较大的镀层电阻R_d,对应于该条件制得的电极有最好的耐蚀性能。     

NiFe水滑石纳米片阵列负载Ru用于提升碱性电催化析氢和析氧性能

通过离子交换的方式将Ru负载到NiFe水滑石(LDH)纳米阵列表面得到(Ru/NiFe LDH),Ru的引入显著提升了NiFe LDH的活性比表面积,暴露了更多的活性位点,同时调控了其电子结构,大大提升了其本征催化活性。在碱性条件下,催化析氢反应时仅需50 mV的过电位即可达到10 mA·cm^-2的电流密度,Tafel斜率为52.3 mV·dec^-1。而相同条件下原始NiFe LDH达到10mA·cm^-2的电流密度则需要226 mV的过电位,Tafel斜率为157.5 mV·dec^-1。同时制备的Ru/NiFe LDH也展现出了良好的析氧催化活性,在50 mA·cm^-2的电流密度下,过电位仅为231 mV,而NiFe LDH则需237 mV。Ru/NiFe LDH在长时间的电催化条件下依然能保持良好的工作稳定性。     

B-Co3O4/C复合纳米材料的制备及其电催化析氧性能

本文以雪莲果为碳源,采用热解法制备碳材料(C),以硝酸钴、四硼酸钠和碳材料为原料,通过热解法合成硼掺杂四氧化三钴/碳(B-Co₃O₄/C)复合纳米材料。运用XRD、FTIR、SEM、XPS等手段对其结构、形貌和组成进行表征。利用线性扫描(LSV)和Tafel曲线等电化学测试方法研究了B-Co₃O₄/C复合纳米材料的电催化析氧反应(OER)性能。结果表明,该材料具有较好的电催化OER活性。在1.0mol/L的KOH电解液和10mA·cm^-2的电流密度下,B-Co₃O₄/C复合纳米材料的过电位为293mV,Tafel斜率为45.0mV·dec^-1。在10mA·cm^-2电流密度下连续测试10h, B-Co₃O₄/C的电位变化不大,通过法拉第效率测试该催化剂的产氧效率为94%,说明硼原子的掺入改变了B-Co₃O₄...     

交流示波极谱基础研究——Ⅱ.临界电流密度

临界电流密度是交流示波极谱图中分别使汞和支持电解质氧化还原所需的最小电流密度。对于给定的溶液,临界电流密度是特征性的。本文导出临界电流密度公式,报导了它们的测定方法,结果与理论基本一致。     

NiFe水滑石纳米片阵列负载Ru用于提升碱性电催化析氢和析氧性能

通过离子交换的方式将Ru负载到NiFe水滑石（LDH）纳米阵列表面得到（Ru/NiFe LDH），Ru的引入显著提升了NiFe LDH的活性比表面积，暴露了更多的活性位点，同时调控了其电子结构，大大提升了其本征催化活性。在碱性条件下，催化析氢反应时仅需50 mV的过电位即可达到10 mA·cm^-2的电流密度，Tafel斜率为52.3 mV·dec^-1。而相同条件下原始NiFe LDH达到10mA·cm^-2的电流密度则需要226 mV的过电位，Tafel斜率为157.5 mV·dec^-1。同时制备的Ru/NiFe LDH也展现出了良好的析氧催化活性，在50 mA·cm^-2的电流密度下，过电位仅为231 mV，而NiFe LDH则需237 mV。Ru/NiFe LDH在长时间的电催化条件下依然能保持良好的工作稳定性。     

Pt-WO_3纳米片的合成及其电催化析氢性能研究（英文）

作者通过一个简便的方法在泡沫镍表面修饰了Pt-WO_3纳米片.作为连续导电网络,泡沫镍基地可提高WO_3电极的性能.表面修饰的铂纳米颗粒不仅可以提高表面电导率,也可提高其催化位点密度.测试结果表明Pt-WO_3修饰的泡沫镍显示出比未进行铂修饰催化剂更高的性能,其Tafel斜率为80 mV·dec~(-1),电流密度为10mA·cm~(-2)时过电位仅为72 mV.另外,Pt-WO_3修饰的泡沫镍催化剂经45小时连续测试展现出优异的稳定性和长寿命.本文研究提供了一种提高过渡金属氧化物作为析氢催化剂性能的潜在方法,为其实际应用奠定基础.     

Pt-WO3纳米片的合成及其电催化析氢性能研究

作者通过一个简便的方法在泡沫镍表面修饰了Pt-WO₃纳米片. 作为连续导电网络, 泡沫镍基地可提高WO₃电极的性能. 表面修饰的铂纳米颗粒不仅可以提高表面电导率, 也可提高其催化位点密度. 测试结果表明Pt-WO₃修饰的泡沫镍显示出比未进行铂修饰催化剂更高的性能,其Tafel斜率为80 mV·dec^-1, 电流密度为10 mA·cm^-2时过电位仅为72 mV. 另外, Pt-WO₃修饰的泡沫镍催化剂经45小时连续测试展现出优异的稳定性和长寿命. 本文研究提供了一种提高过渡金属氧化物作为析氢催化剂性能的潜在方法, 为其实际应用奠定基础.     

氮掺杂超薄碳纳米片复合铂钌单原子合金催化剂的电化学析氢性能

为了减少贵金属的用量, 降低成本, 提高大规模生产的可能性, 构建单原子合金(SAA)是一个非常可行的解决方案. 设计了一种超小PtRu单原子合金物种均匀分散在掺氮超薄碳纳米片上的电催化剂(PtRu SAA/NC), 并通过基于同步辐射的X射线吸收精细结构(XAFS)光谱进行了结构确认. 与纯Ru团簇和氮掺杂的碳片相比, PtRu SAA/NC具有更高的析氢反应(HER)催化活性和特殊的稳定性, 在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中进行HER时, 表现出较小的Tafel斜率(43 mV/dec), 且在10 mA/cm²电流密度下过电位仅为54 mV.     

混合控制下腐蚀过程的电化学动力学参数测定

通过恒电量脉冲技术测定Q235碳钢在天然海水中腐蚀过程的电化学动力学参数. 分别利用不同极化幅度的恒电量瞬态响应分析获得极化电阻和Tafel斜率, 进而计算腐蚀电流icorr. 并对比了恒电量方法和考虑扩散影响的稳态极化曲线方法的测量结果. 结果表明, 采用恒电量强极化积分算法(CPSI)获得的Tafel斜率与极化曲线方法有很好的相关性. 同时, CPSI测定的阴极Tafel斜率符合氧还原反应的理论Tafel斜率值. 因此, 采用恒电量瞬态响应测量大大减小了浓差极化的影响, 有利于快速测定电荷传递和扩散传质混合控制下腐蚀过程的电化学动力学参数.     

Ni-Ru-Ir氧化物阴极涂层的析氢活性

应用热分解氧化法制备Ni-Ru-Ir氧化物活性阴极.循环伏安、Tafel曲线及计时电流测试表明,在90℃、30%(bymass)的NaOH溶液中,电流密度0.3A·cm-2条件下,Ru∶Ir质量比为1∶1的Ni-Ru-Ir氧化物电极的析氢过电位比Ni电极低300mV;表面粗糙度是Ni网电极的32倍;交换电流密度是Ni网电极的4倍;其析氢性能显然远优于Ni网电极,有望应用于氯碱工业以期降低能耗.     

阳极电沉积Co-Ni混合氧化物在碱性介质中的电催化析氧性能

 利用电化学阳极共沉积技术,从含不同Co2+/Ni2+比的NaOH溶液中,在Ni基体上制备了Co-Ni混合氧化物. 利用X射线衍射分析了混合氧化物的物相结构,并通过循环伏安法、稳态Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了混合氧化物作为析氧阳极材料的电催化活性. 结果表明,从n(Co2+)/n(Ni2+)=1的电解液中沉积所得的Co-Ni混合氧化物主要为尖晶石结构NiCo2O4相,并具有最高的析氧催化活性. 析氧反应在Co-Ni混合氧化物电极上表现出两个明显的Tafel区域: 在低电势区Tafel曲线斜率为40~48 mV/(°),对OH-的反应级数为2.0; 在高电势区Tafel曲线斜率为110~120 mV/(°),对OH-的反应级数为1.0. 在恒定电势E=0.60 V时,Co-Ni混合氧化物上析氧反应的电化学标准活化焓为37.4~51.7 kJ/mol. 通过对析氧历程的分析,提出了在不同电势范围内Co-Ni混合氧化物上析氧反应的动力学方程,并较好地解释了实验结果.     

片状NiWP@多面体NiWO电催化剂的制备及其析氢性能

采用水热法在泡沫镍上制备多面体镍钨氧化物(NiWO)前驱体,然后在不同温度下对前驱体进行磷化处理,获得片状镍钨磷化物(NiWP)@多面体NiWO复合电催化剂。结果表明：优化磷化温度可显著改善片状NiWP@多面体NiWO电催化析氢性能。当磷化温度为450℃时,所得电极具有较好的析氢催化活性,在1 mol·L^-1 KOH中仅需115 mV的过电位就能达到10 mA·cm^-2的电流密度,Tafel斜率为85 mV·dec^-1,与铂片的Tafel斜率相近。此外,24 h长期稳定性测试结果表明该电催化剂具有良好的稳定性。优异的性能可归因于片状NiWP@多面体NiWO复合结构增大了催化活性面积,减小了电荷/质量传输阻力,使得析氢反应中电子转移速度加快,反应动力学性能提高。     

Cu掺杂SnO_2阴极材料的制备及低过电位下对CO_2的电催化还原

以无机盐SnCl_4·5H_2O为前驱体,CuCl_2为掺杂剂通过一步水热法制备了Cu掺杂SnO_2阴极材料.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对该物质的形貌、晶型结构和元素组成及价态进行表征.在常温常压下于0.5 mol/L NaHCO3溶液中,通过循环伏安曲线、塔菲尔(Tafel)曲线和阻抗谱等考察了该阴极材料及其还原CO_2的性能.结果表明,该物质为金红石相SnO_2,且掺杂后晶粒减小,Cu~(2+)取代了SnO_2晶格中的Sn~(4+);当Cu掺杂量为1.5%时材料的催化活性最好.催化剂负载量为0.8mg/cm~2时,电流密度可达到3.5mA/cm~2,产甲酸的塔菲尔曲线斜率为55.1 mV/dec,最大法拉第效率约为23%,是纯SnO_2的12倍.     

V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡与导电塑料复合电极上的反应机理(英文)

应用循环伏安、极化曲线和交流阻抗等电化学方法研究了V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡复合电极上反应的速控步骤.结果表明,V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡电极上的反应属准可逆过程,且氧化过程包含有后置化学转化步骤;该过程Tafel斜率的实验值为0.124,而理论计算的,以电化学步骤作为控制步骤的Tafel斜率约0.12,两者吻合很好,表明该氧化过程受电化学步骤控制;以等效电路拟合不同极化电位下的交流阻抗,得出该电化学反应阻抗远大于其他阻抗,意味着电化学过程可能是电极反应的控制步骤,与实验得到的极化曲线分析结果相一致.     

Mo对脱合金制备的Ni-Mo电极骨架结构与析氢性能的影响

采用快速凝固结合脱合金化方法制备了不同Mo含量的纳米多孔Ni-Mo合金,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和N₂吸附-脱附分析等对多孔合金的物相、形貌结构及孔径分布进行了表征,并通过线性扫描伏安、Tafel斜率、交流阻抗和循环伏安等方法测试了多孔合金电极的电催化析氢性能.结果显示,多孔合金电极材料在50 mA/cm²电流密度下析氢过电位随着Mo含量的增加先降低后升高,Ni_2.5Mo_2.5合金析氢活性最强,过电位为218 mV,析氢过程由Volmer-Heyrovsky步骤控制,交换电流密度为0.29 mA/cm²,经1000周循环后的极化曲线基本保持原状,50 mA/cm²电流密度下过电位增加3.67%,表现出优良的析氢稳定性.     

多孔二元过渡金属纳米片阵列电极制备及电催化析氢研究

碱性电解液中,电解水析氢的H2O解离过程非常缓慢,造成析氢反应较高的过电位和Tafel效率。选择具有本征高析氢活性的合金催化剂与水解离中心-过渡金属氧化物复合,并进一步优化复合物形貌结构,被证明是解决这个科学问题的重要策略。本文报道一例新颖的二元过渡金属纳米片阵列自支撑电极（MoO3-x-MoNi4@NF）, 多孔MoO3-x纳米片阵列均匀生长在泡沫镍电极表面,纳米片表面镶嵌着MoNi4合金纳米颗粒,多孔的纳米片阵列使得催化剂具有高的比表面积（57 m2/g）和丰富的活性位点。在碱性电解液中（1 M KOH）,MoO3-x-MoNi4@NF仅需要过电位30mV就能达到10 mA cm-2电流密度,如此低的过电位超过了贵金属催化剂20% Pt/C (32 mV)。同时,MoO3-x-MoNi4@NF具有超低的Tafel斜率,仅为31 mV dec-1,如此低的Tafel斜率得益于Ni-Mo合金与MoO3-x之间的协同催化剂作用的发挥,MoO3-x可以有效促进H2O解离并释放Hads,MoNi4纳米颗粒作为Hads吸脱附位点可以促进H2生成,这使得该催化剂有望替代贵金属铂用作碱性电催化析氢领域。     

关于量子化学自洽场迭代中收敛问题的探讨

本文提出了一个新的迭代公式——对角位移公式,在理论上较严密地证明了该公式的收敛性;在计算实践中对上百个大、小分子(包括一些结构很不合理的分子)均可在15次迭代以内收敛,因而证明了该公式在理论和实践两方面都具有普遍收敛性和良好的数值稳定性。文中计算了国内目前用CNDO方法计算的最大的分子,并对量子生物学著作中提出的因自洽迭代发散而无法计算的ATP分子成功地进行了CNDO计算。