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1.
二氧化碳转化已成为现今世界研究的热点. 本工作采用原位电化学转化的策略, 将简单溶剂热法合成的层状甲酸氧铋纳米花(BiOCOOH NFs)还原为带有大量晶格位错的多孔铋纳米花(p-Bi NFs). 研究结果表明, p-Bi NFs电催化二氧化碳转化为甲酸盐具有较小的过电位(436 mV). 在–1.8 V(相对饱和甘汞电极, vs. SCE)时, 甲酸盐的分电流密度(jformate)高达24.4 mA•cm-2, 法拉第效率(FEformate)为96.7%, 且在超过500 mV的宽电位窗口内FEformate超过90%, 并具有很好的稳定性. 该催化剂的高催化性能可归因于前驱体晶格坍塌和重构而形成特殊的多孔粗糙的微纳多级结构, 其表面富含晶格位错和缺陷等高本征活性位, 且具有较强的电子传递能力. 本研究为设计合成高性能的电催化二氧化碳还原产甲酸催化剂提供了新的思路.  相似文献   
2.
3.
氢能的引入能有效提升配电网的供电可靠性,而电解水制氢是实现低碳转型的关键技术,开发高效的电解水催化剂势在必行。过渡金属氧化物储量大、催化活性高,是具有广阔应用前景的析氧反应催化剂。本文通过射频等离子体处理制备石墨烯上负载Co3O4析氧催化剂,XRD、Raman和XPS测试结果显示,二维结构石墨烯的引入加速表面电子迁移,增大了反应面积。等离子体处理促进了纳米粒子在石墨烯上的负载,利用等离子体刻蚀作用在催化剂表面制造出大量碳结构缺陷和氧空位结构,改善了活性位点分布,有效调控Co3O4电子结构,提高析氧催化活性。电化学测试表明,本文中合成的Co3O4@rGO在电流密度为50 mA·cm-2时的过电位为410 mV,动力学反应速率较快,表现出优于商业IrO2的析氧催化活性。  相似文献   
4.
5.
The synthesis of hybrid platinum materials is fundamental to enable alkaline water electrolysis for cost-effective H2 generation. In this work, we have used a galvanostatic method to co-deposit PtNi films onto polycrystalline gold. The surface concentrations of Ni (ΓNi) and Pt (ΓPt) were calculated from electrochemical measurements; the ΓPtNi ratio and electrocatalytic activity of these materials towards hydrogen evolution reaction (HER) in 1 M KOH show a strong dependence on the current density pulse applied during the electrodeposition. Analysis of the Tafel parameters hints that, on these deposits, HER proceeds through a Volmer-Heyrovsky mechanism. The galvanostatically deposited PtNi layers present a high current output per Pt gram, 3199 A gPt−1, which is significantly larger compared to other PtNi-based materials obtained by more extended and more complex synthesis methods.  相似文献   
6.
研究影响电催化氧还原反应活性的因素对于合理设计高效的氧还原反应催化剂至关重要。调节催化剂电子结构通常被用于精确调控电催化氧还原反应活性。然而, 该反应发生在液/气/固界面, 很少有报道调控分子催化剂的亲疏水性来提高其催化活性。在此, 我们报道了两种钴卟啉NO2-CoP(5,10,15,20-四(4-硝基苯基)钴卟啉)和5F-CoP(5,10,15,20-四(五氟苯基)钴卟啉)并研究了其电催化氧还原反应性能。通过同时调控meso-位取代基的电子结构和亲水性能, NO2-CoP显示出比5F-CoP更高的电催化氧还原反应活性, 其半波电位向阳极方向移动近60 mV。NO2-CoP比5F-CoP具有更好的亲水性。理论计算表明, NO2-CoP比5F-CoP更容易有效地与O2分子结合形成CoIII-O2·-。这项工作提供了一个简单而有效的策略, 通过使用吸电子和亲水取代基来提高钴卟啉的氧还原反应活性。该策略对于设计和开发其他用于电催化的分子催化剂体系也具有重要的启发意义。  相似文献   
7.
8.
Both the hydrogen evolution reaction (HER) and the oxygen evolution reaction (OER) are crucial to water splitting, but require alternative active sites. Now, a general π‐electron‐assisted strategy to anchor single‐atom sites (M=Ir, Pt, Ru, Pd, Fe, Ni) on a heterogeneous support is reported. The M atoms can simultaneously anchor on two distinct domains of the hybrid support, four‐fold N/C atoms (M@NC), and centers of Co octahedra (M@Co), which are expected to serve as bifunctional electrocatalysts towards the HER and the OER. The Ir catalyst exhibits the best water‐splitting performance, showing a low applied potential of 1.603 V to achieve 10 mA cm?2 in 1.0 m KOH solution with cycling over 5 h. DFT calculations indicate that the Ir@Co (Ir) sites can accelerate the OER, while the Ir@NC3 sites are responsible for the enhanced HER, clarifying the unprecedented performance of this bifunctional catalyst towards full water splitting.  相似文献   
9.
采用水热法并经氨气保护热处理制备了双过渡金属氮化物Co3W3N/CNTs复合材料,得到了价格低廉且拥有良好氮电化学还原性能(NRR)的催化剂。通过调节已经预氧化的CNTs与过渡金属氮化物前驱体CoWO4的比例以及氨气热处理温度,实现了Co3W3N在CNTs表面的均匀负载。扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)测试结果显示该电化学活性纳米微粒均匀地分散于CNTs表面,表明经预氧化的CNTs由于表面富集了较多的活性基团,有利于双过渡金属氮化物的分散生长。热处理后CNTs表面的Co3W3N微粒尺寸约为20 nm,相较于无载体的Co3W3N尺寸(100 nm)有明显减小。室温条件下,在N2饱和的0.01 mol·L^-1 H2SO4溶液中测试了该纳米复合材料在不同过电位下的NRR,该材料在-0.3 V(vs RHE)时的产氨率及法拉第效率分别可达12.73μg·h^-1·cm-2和13.59%,对比同样条件下,纯相Co3W3N的产氨率及法拉第效率仅为1.08μg·h^-1·cm^-2和1.76%。结果表明,通过水热反应和氨气保护热处理的Co3W3N/CNTs纳米复合材料具有良好的NRR性能。  相似文献   
10.
Molecular design to improve catalyst performance is significant but challenging. In enzymes, residue groups that are close to reaction centers play critical roles in regulating activities. Using this bioinspired strategy, three water-soluble polymers were designed with appending Co porphyrins and different side-chain groups to mimic enzyme reaction centers and activity-controlling residue groups, respectively. With these polymers, high hydrogen evolution efficiency was achieved in neutral aqueous media for electro- (turnover frequency >2.3×104 s−1) and photocatalysis (turnover number >2.7×104). Porphyrin units are surrounded and protected by polymer chains, and more importantly, the activity can be tuned with different side-chain groups. Therefore, instead of revising molecular structures that is difficult from both design and synthesis points of view, polymers can be used to improve molecular solubility and stability and simultaneously regulate activity by using side-chain groups.  相似文献   
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