Ni2P/Cu(OH)2催化剂的制备及其全解水性能研究

通过化学处理法在泡沫铜基底表面生成Cu(OH)₂纳米线,大大增加了基底材料的表面积和导电性.采用水热法在Cu(OH)₂纳米线表面制备片状Ni-CH/Cu(OH)₂前驱体,对Ni-CH/Cu(OH)₂前驱体进行低温磷化得到多级结构Ni₂P/Cu(OH)₂催化剂.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)对催化剂的物质结构和表面形貌进行了表征.采用线性伏安法、恒电位等技术对催化剂的电化学性能进行测试.在1.0 mol·L^-1 KOH碱性溶液中,当电流密度为10 mA·cm^-2时,Ni₂P/Cu(OH)₂的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)过电位分别为133和333 mV,且均具有较好的稳定性.将这种多级结构Ni₂P/Cu(OH)₂催化剂分别用作阳极和阴极进行全解水电解,电流密度达到10 ...     

三维化合物[Ni2(BDC)2(m-bix)(H2O)3·3H2O]n的合成、结构和性质

水热条件下,合成了一个三维配位聚合物[Ni₂(BDC)₂(m-bix)(H₂O)₃·3H₂O]_n(1)[BDC=对苯二甲酸,m-bix=1,3-双(咪唑基-1-甲基)-苯],并通过红外,热重和X-射线单晶衍射进行了表征。X射线衍射结果表明化合物含有类似配位环境的金属2个Ni²⁺离子,2个BDC^2-配体,1个m-bix分子,3个配位水分子和3个游离的溶剂水分子。两个Ni²⁺离子分别采用八面体构型,通过桥联水分子形成双核单元,然后通过全部脱质子的BDC形成三维孔洞结构,m-bix配体通过连接两类双核金属原子形成三维框架,游离水分子存在于框架之中。有趣的是,化合物的结构是单一六节点,具有自穿插特征。而且对化合物的红外和热重性质进行了表征。     

WO3/PANI核壳结构反蛋白石薄膜的电致变色性能

采用连续离子层吸附法在反蛋白石结构三氧化钨(IO-WO₃)薄膜表面引入导电聚合物聚苯胺(PANI)层, 制备了独特的WO₃/PANI核壳结构反蛋白石薄膜(IO-WO₃/PANI). 探究了IO-WO₃/PANI薄膜的形貌、 组成和电化学行为. 结果表明, 当电位扫描范围为-0.6~1.0 V时, IO-WO₃/PANI复合膜在不同电压状态下会呈现出4种不同的颜色, 分别为蓝色(1.0 V)、 绿色(0.2 V)、 浅绿色(0 V)和蓝紫色(-0.6 V). 与IO-WO₃薄膜相比, IO-WO₃/PANI复合膜的电致变色性能显著提高, 其着色与退色响应时间分别为3.8和6.14 s, 变色效率(CE)值为201.1 cm²/C. 电致变色性能的改善主要归因于WO₃与PANI形成给体-受体体系和核壳反蛋白石等级孔结构, 使得离子快速扩散, 并为电荷转移反应提供更大的表面积. 研究结果表明, IO-WO₃/PANI核壳结构反蛋白石薄膜是一种潜在的多色电致变色材料, 具有广阔的应用前景.     

基于2-吡啶甲醛肟配体的NiⅡ2ZnⅡ2簇配合物的合成、晶体结构、磁性及光催化性能

在溶剂热条件下,以2-吡啶甲醛肟(HL)为主配体,Zn(OAc)₂·2H2O和NiCl₂·6H₂O为金属盐,合成了一个Ni^Ⅱ₂Zn^Ⅱ₂簇配合物[Ni₂Zn₂(L)₄Cl₂(CH₃O)₂](1),通过元素分析、红外光谱、单晶X射线衍射等对其结构进行了表征。研究了该配合物的磁性及光催化降解染料的性能,结果表明:配合物1属于正交晶系,Pna2₁空间群,其分子中包含2个Ni^Ⅱ离子,2个Zn^Ⅱ离子,4个L^-配体,2个Cl^-离子和2个CH₃O^-离子。磁性研究表明Ni^Ⅱ…Ni^Ⅱ离子间存在弱的反铁磁相互作用。光催化降解染料的研...     

金属性Ni3N纳米粒子的制备与乙二醇电氧化性能

利用小分子电催化氧化反应耦合水解制氢不仅有助于降低阳极反应过电位,提高析氢反应(HER)效率,而且产生高附加值的化学品,是提升电催化水分解性能的有效策略.其关键是开发具有高导电性和低氧化电位的非贵金属电催化剂.以Ni(OH)₂纳米片为前驱物,通过退火氮化工艺,制备了具有低氧化电位和高导电性的金属相Ni₃N纳米颗粒(Ni₃N-NPs).与Ni(OH)₂相比,Ni₃N-NPs具有较小的法拉第电阻,更低的氧化电位(1.36 V时达到10 mA·cm^-2),较小的Tafel斜率(29 mV·dec^-1),表现出更好的乙二醇(EG)电催化氧化性能.在1.36 V时,Ni₃N-NPs电催化氧化EG生成甲酸盐的法拉第效率高达91.16%.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对反应前后Ni₃N-NPs结构进行详细表征发现,在电催化EG氧化过程中,Ni₃     

碳微球模板制备LaMnO3及其电化学性能研究

以葡萄糖为碳源采用水热法制备出碳微球,再将其作为模板剂,柠檬酸作为络合剂,去离子水和乙醇作为溶剂,经混合搅拌、沉淀和去除模板剂等步骤,由La(NO₃)₃·6H₂O和Mn(NO₃)₂制备LaMnO₃。采用粉末X射线衍射、场发射扫描电镜、N₂吸附-脱附等对LaMnO₃进行表征分析,并对其电化学性能进行了测试。结果表明,碳微球模板可制备出层状多孔结构的LaMnO₃,其具有良好的氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)催化活性,比表面积为26m²/g,将其制备成铝-空气电池空气电极催化剂,在电流密度20mA·cm^-2时放电电压可达1.476V,高于共沉淀法制备的LaMnO₃的放电电压。     

聚苯胺衍生物电致变色薄膜的制备与物性研究

采用循环伏安电化学沉积方式分别制备了聚邻甲氧基苯胺(1)和聚邻甲氧基苯胺/邻硝基苯胺(2)电致变色薄膜, 并通过UV-Vis、分光光度仪、场发射扫描电子显微镜(SEM)对其进行性能表征. 结果显示: 变色膜1在不同电压下能实现湖绿色(U＝－0.5 V)和淡紫色(U＝0.9 V)变化, 响应时间约15 s, 最大透光率变化(DT_max)约10% (500 nm)|变色膜2在不同电压下能实现橄榄绿色(U＝－0.9 V)和深酞蓝色(U＝1.4 V)变化, 响应时间约2 s, 最大透光率变化(DT_max)约为20% (497 nm)|SEM测试得到薄膜2的厚度约550 nm, 且不同颜色状态下其表面形貌及导电性能有较大的差别. 由以上结果可以看出: 电致变色薄膜2比1具有更快的响应速度和较好的颜色对比度, 因此薄膜2是更好的电致变色材料.     

无模板电化学沉积法制备多孔WO3·2H2O薄膜及其电致变色性能

二水合氧化钨(WO₃·2H₂O)因其独特的层状结构且富含层间结构水,与无水WO₃相比显示出更加优异的电致变色性能。我们采用简单、无模板的阴极电化学沉积方法,成功在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底上制备了WO₃·2H₂O薄膜。通过改变电沉积液中过氧化氢(H₂O₂)的加入量优化沉积液的成分,获得了具有纳米多孔结构的薄膜。由此制备的WO₃·2H₂O薄膜显示出大的光学对比度(633 nm处的光学对比度大于90%)、快速的响应速度(着色、褪色时间均小于10 s),以及良好的循环稳定性(经10 000次循环后,光学对比度仍保持在90%左右)。     

TiO2-PTPAT纳米核/壳结构复合膜的制备及电致变色性能

通过水热法在氟掺杂氧化锡(FTO)导电玻璃基底上制备了垂直生长的二氧化钛(TiO₂)纳米棒阵列, 以TiO₂纳米棒阵列为模板采用电化学聚合法, 原位制备了TiO₂-聚三[2-(4-噻吩)苯]胺(PTPAT)纳米核/壳结构的复合薄膜, 相比于纯PTPAT薄膜, TiO₂-PTPAT复合薄膜显示出更好的电致变色(EC)性能. PTPAT薄膜在600 nm波长下的对比度为28%, 在1100 nm波长下的对比度为60%, 其褪色时间为3.86 s, 着色时间为5.52 s; TiO₂- PTPAT复合薄膜在600 nm波长下的对比度为43%, 在1100 nm波长下的对比度为79%, 其褪色时间为3.35 s, 着色时间为4.43 s, 表明核/壳复合结构薄膜的光学对比度和响应时间性能更加优异. 将PTPAT薄膜和TiO₂-PTPAT复合薄膜作为电致变色层组装成固态EC器件, 基于复合薄膜的器件具有更好的循环稳定性和更高的耐受电压. 复合薄膜在保持PTPAT薄膜原有的EC性能的基础上, 由于有序生长的纳米阵列结构的引入增加了薄膜的比表面积, 为电致变色过程中离子的掺杂和脱掺杂提供了更多有序通道, 从而加快了离子扩散速度. TiO₂阵列的引入也改善了聚合物薄膜与透明导电电极之间的界面结合情况, 从而提升了器件的稳定性.     

二维配位聚合物[Tb(1,4⁃bdc)1.5(phen)(H2O)]n的合成、晶体结构及对Fe3+离子的荧光检测

通过溶剂热反应成功合成出一种新型2D配位聚合物[Tb(1,4-bdc)_1.5(phen)(H₂O)]_n(1)(1,4-H₂bdc=对苯二甲酸;phen=菲咯啉)。对其进行了单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、红外光谱、元素分析、荧光光谱表征。X射线衍射晶体学分析表明,配合物1结晶于三斜晶系P1空间群,2个相邻的Tb(Ⅲ)离子与4个1,4-bdc^2-通过—O—C—O—桥联成双核单元,并进一步通过1,4-bdc^2-桥联成二维层状结构。荧光实验证明配合物1可以通过荧光猝灭机制检测Fe₃₊,Ksv=8.39×10³ L·mol-1,检测限为0.017μmol·L^-1。     

NixCo3-xO4表面修饰对CdSe/TiO2纳米管阵列光电化学氧化水活性的影响

利用氨挥发诱导法在CdSe/TiO2纳米管阵列表面负载一层NixCo3-xO4。采用SEM、XRD、XPS、UV-Vis对样品进行表征,通过线性扫描伏安法测定光阳极的释氧电势来评价其光电水氧化活性。结果表明:表面NixCo3-xO4是尖晶石结构;相对于CdSe/TiO2纳米管阵列光阳极,NixCo3-xO4/CdSe/TiO2光阳极能将光电氧化水的过电势降低430 mV。Ni离子的引入使得NixCo3-xO4表面富含三价阳离子(Ni3+,Co3+),从而促进CdSe/TiO2光阳极光电水氧化的进行。     

Ni2P@CoP3核壳纳米球的制备、表征及其用于超级电容器性能

利用水热技术先后获得Ni纳米球和Ni@Co(OH)_2海胆状核壳纳米球前驱体,通过高温煅烧法获得NiO@CoO核壳纳米球,再以次磷酸钠为原料,通过高温磷化法最终获得Ni_2P@CoP_3核壳纳米球。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高角度环形暗场像扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)及X射线光电子能谱(XPS)对产物的形貌、结构和组成进行表征。采用循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)以及循环稳定性实验探索了电极材料的电化学性能。结果表明,Ni_2P@CoP_3核壳纳米球的直径约为400 nm,由六方系Ni_2P纳米核和立方相CoP_3纳米壳构成。相比单纯的Ni_2P或CoP_3纳米球,Ni_2P@CoP_3核壳纳米球发挥了复合结构的协同效应,更加有利于电解液的质子传递,促进了赝电容反应,表现出更高的比容量、稳定性和更长的循环寿命。     

Ni掺杂黄铁矿型FeS2的溶剂热合成及其可见光催化活性

以FeSO₄·7H₂O、Na₂S₂O₃·5H₂O和NiSO₄·6H₂O为原料,采用溶剂热法合成了Ni掺杂的黄铁矿FeS₂粉体,利用XRD、XPS、FE-SEM、UV-Vis、拉曼光谱等测试手段对所得产物进行了表征分析。结果表明,掺杂适量的Ni可促进白铁矿FeS₂向黄铁矿FeS₂的晶型转变。Ni掺杂有利于提高Ni_xFe_1-xS₂的可见光催化活性,当Ni的掺入量x为0.125时,样品的光催化性能最好。在可见光照射210 min后,亚甲基蓝的降解率为62.8%,与未掺杂FeS₂相比,其降解率提高了26.2%。     

Ni掺杂黄铁矿型FeS2的溶剂热合成及其可见光催化活性

以FeSO₄·7H₂O、Na₂S₂O₃·5H₂O和NiSO₄·6H₂O为原料,采用溶剂热法合成了Ni掺杂的黄铁矿FeS₂粉体,利用XRD、XPS、FE-SEM、UV-Vis、拉曼光谱等测试手段对所得产物进行了表征分析。结果表明,掺杂适量的Ni可促进白铁矿FeS₂向黄铁矿FeS₂的晶型转变。Ni掺杂有利于提高Ni_xFe_1-xS₂的可见光催化活性,当Ni的掺入量x为0.125时,样品的光催化性能最好。在可见光照射210min后,亚甲基蓝的降解率为62.8%,与未掺杂FeS₂相比,其降解率提高了26.2%。     

Preparation and Characterization of Room-temperature Ferromagnetic Ni-doped TiO2 Nanobelts

Ni-doped anatase TiO₂ nanobelts (NBs) with different Ni²⁺ contents were simply prepared by combining ion-exchange with hydrothermal treatment. They were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Fourier transform infrared (FTIR), and magnetic measurement techniques. The results showed that Ni²⁺ cations doped into the TiO₂ lattice and no metallic nickel clusters or nanoparticles could be found. The magnetic results demonstrated that the prepared Ni-doped TiO₂ samples had complex magnetic mechanism including room-temperature ferromagnetic and paramagnetic behaviors, and with the increase of Ni²⁺ content, the magnetization also increased under the same applied field owing to uniform distribution of Ni²⁺ ions in TiO₂ nanobelts.     

TiO2晶相对MnOx/TiO2催化剂催化NO氧化性能的影响

以浸渍在不同晶相TiO₂ （金红石型（R）、锐钛矿型（A）和P25型（P））上的锰基催化剂为对象,研究了TiO₂晶相对MnO_x/TiO₂催化剂催化NO氧化活性的影响。 结果表明,MnO_x/TiO₂（P）催化剂活性最高,NO转化率在300℃及GHSV = 20000 h^-1条件下可达83%。 各催化剂活性顺序为MnO_x/TiO₂（P）>MnO_x/TiO₂（A）>MnO_x/TiO₂（R）。采用X射线粉末衍射、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、H₂程序升温还原和O₂程序升温脱附等手段研究了TiO₂晶相影响MnO_x/TiO₂催化剂催化活性的作用机理。结果表明,相比于A和R型TiO₂,P型TiO₂能够增加MnO_x在其表面的分散度并抑制催化剂颗粒的团聚和粘连,且更有利于Mn₂O₃的生成,而后者催化NO氧化活性比其它MnO_x更高;此外,P型TiO₂可以增加MnO_x尤其是Mn₂O₃的还原性,并可促进O₂^-从M³⁺-O键的脱附。     

Nanoporous Ni3S2 Film on Ni Foam as Highly Efficient Electrocatalyst for Hydrogen Evolution in Acidic Electrolyte

In this work, nanoporous Ni₃S₂ film (Ni₃S₂/Ni) is in situ synthesized by direct sulfurization of Ni foam under a mild hydrothermal process. Surprisingly, it is found out that the obtained Ni₃S₂/Ni exhibits outstanding HER activity and excellent stability in acidic electrolyte. The structure and nature of the Ni₃S₂/Ni are analyzed with X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and field emission scanning electron microscope (FE-SEM). On Ni₃S₂/Ni, the onset potential is only ?6.23 mV (vs. RHE) while the large exchange current density is 790 µA cm^?2 and the Tafel slope is 62.47 mV dec^?1. The experimental results demonstrate the potential of Ni₃S₂/Ni for its replacement of Pt-based catalysts.

     

MoO3和SiO2掺杂对Ce0.8Nd0.2O1.9固体电解质结构和导电性能的影响

采用溶胶-凝胶法合成高纯(<50 mg·kg-1 SiO2)Ce0.8Nd0.2O1.9(NDC)和SiO2含量为500 mg·kg-1的Ce0.8Nd0.2O1.9(NDCSi)体系,将1mol%MoO3分别加入到NDC和NDCSi体系,比较研究MoO3掺杂对体系微观结构和电性能的影响。通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对材料进行表征,交流阻抗(AC)分析仪测试材料的电阻。结果表明:MoO3和SiO2的加入均没有破坏体系的立方莹石结构;MoO3掺杂能提高NDC和NDCSi陶瓷材料的致密度,提高其晶界电导率和总电导率;MoO3掺入NDC体系具有烧结助剂的作用,掺入NDCSi体系既具有烧结助剂的作用,又具有晶界改善剂的作用。     

多孔超薄g-C3N4纳米片负载Pt复合材料的制备及其光催化性能

以三聚氰胺为前驱体,通过热氧化刻蚀法制备多孔超薄g-C₃N₄纳米片（CNHS）,将其与氯铂酸钾溶液混合后采用原位光化学还原法成功制备了CNHS负载Pt光催化剂（Pt-CNHS）。使用粉末X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、紫外可见漫反射光谱和N₂吸附-脱附测试等技术对所制备样品的结构、形貌、光吸收特性、光电化学性能和比表面积等进行系统分析。并以气相甲苯为目标降解物,研究其光催化性能。结果表明,相对于体相g-C₃N₄（CNB）和CNHS,Pt的引入可以有效增强催化剂对可见光的吸收能力、响应范围及载流子分离效率。与纯g-C₃N₄和CNHS相比,Pt-CNHS在紫外和可见光照射下均表现出更高的光催化降解气相甲苯的活性。此外,也对Pt-CNHS光催化剂在可见光照射下降解气相甲苯的反应历程做了初步研究。     

3D-NiO/Bi7.47Ni0.53O11.73光催化剂的制备及其可见光催化性能

采用混合溶剂热法在尿素的辅助下成功地制备了新型可见光复合催化剂NiO/Bi7.47Ni0.53O11.73(BiNiO).利用X射线多晶粉末衍射(XRD)仪、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见漫反射谱(UV-Vis DRS)对样品进行了表征,并以甲基橙为目标降解物对其光催化性能进行研究.结果表明:样品是由自组装三维(3D)-Bi7.47Ni0.53O11.73微球和其表面薄层NiO纳米片组成,前驱物在300°C条件下煅烧2 h后所得样品BiNiO-300光催化效果最好,在可见光(波长大于420 nm)照射下,3 h内对甲基橙溶液的脱色率高达98%.