| 二硫化钴多孔风叶结构助力肼辅助高效电解产氢 |
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| 引用本文： | 孙强强,赵鹏程,吴若雨,曹宝月,王毅梦,樊雪梅.二硫化钴多孔风叶结构助力肼辅助高效电解产氢[J].无机化学学报,2013,29(18). |
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| 作者姓名： | 孙强强 赵鹏程 吴若雨 曹宝月 王毅梦 樊雪梅 |
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| 作者单位： | 商洛学院化学工程与现代材料学院, 陕西省尾矿资源综合利用重点实验室, 商洛市石墨烯技术与应用研究中心, 商洛 726000 |
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| 基金项目： | 陕西高校青年创新团队(No.20JCS062)、商洛市科技计划项目(No.2020-Z-0041)和商洛学院应用催化科研团队(No.19SCX01)资助。 |
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| 摘 要： | 以泡沫镍(NF)为基底，采用一步水热法制备了主晶相为CoS2、夹杂少量NiO相、具有三维多孔风叶结构的CoS2/NF电极材料。当溶液中钴硫物质的量之比为 1∶5 时，在 140 ℃下保温 18 h，获得了由 10 nm 厚度的纳米片构成的三维风叶结构的晶态CoS2/NF电催化剂。CoS2/NF在肼氧化及析氢反应中均表现出优异的催化性能，在水合肼碱性介质中，获得-10 mA·cm-2的析氢电流密度时，需要的过电势仅为83 mV，获得50 mA·cm-2的氧化电流密度时，需要的肼氧化电位仅为51 mV(vs RHE)；在水合肼辅助电解水双功能电解槽中，获得100 mA·cm-2的电流密度时，需要的分解槽压仅为0.550 V，远低于其在同条件下全水分解的2.075 V，大幅减小了电能消耗，极大地提高了电解水产氢效率。无论在三电极体系还是双电极体系，CoS2/NF均表现出优异的长效稳定性及耐用性。分析认为，电极表面多孔风叶结构的形成，使其电化学活性面积增加了24倍，为催化反应的发生提供了海量的活性位点及物质传递通道。CoS2及NiO相的形成，在一定程度上协同改善了本征析氢活性。CoS2/NF的组成、结构特性共用造就了其优异催化性能，其中结构优势起主导作用。通过机理研究，提出了CoS2/NF在析氢及肼氧化过程中的反应路径。
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| 关 键 词： | CoS2 析氢反应 肼氧化反应 协同催化 反应路径 |
| 收稿时间： | 2022/8/3 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2022/11/30 0:00:00 |
Porous blade-like cobalt disulfide electrocatalyst boosting hydrazine-assistance energy-efficient hydrogen production |
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| SUN Qiang-Qiang,ZHAO Peng-Cheng,WU Ruo-Yu,CAO Bao-Yue,WANG Yi-Meng,FAN Xue-Mei.Porous blade-like cobalt disulfide electrocatalyst boosting hydrazine-assistance energy-efficient hydrogen production[J].Chinese Journal of Inorganic Chemistry,2013,29(18). |
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| Authors: | SUN Qiang-Qiang ZHAO Peng-Cheng WU Ruo-Yu CAO Bao-Yue WANG Yi-Meng FAN Xue-Mei |
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| Institution: | Research Centre of Grapheme Technology and Application, Shaanxi Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Tailings Resources, School of Chemical Engineering and Modern Materials, Shangluo University, Shangluo, Shaanxi 726000, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | cobalt disulfide hydrogen evolution reaction hydrazine oxidation synergistic catalysis reaction path |
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