(Ni-Co)-WC复合电极的析氢催化性能

采用 复合电沉 积方法获 得了（ Ｎｉ Ｃｏ） Ｗ Ｃ 复合电极 ,考 察了 复合 电极 在弱 酸性、碱性 和中性介质 中的析 氢电催化 性能,并 在弱酸性 介质中 进行了电 化学稳定 性实验 ． 结果 表明,复 合电极具有优越 的析氢 电催化性 能和良好 的电化 学稳定性 ．     

纳米TiN粉体氧化制备铱钛氧化物为中间层的钛基氧化铱电极

以纳米TiN粉体和氯铱酸的混合液为涂液,采用浸渍-热分解法制备了含IrOx-TiO2中间层的钛基氧化铱电极.利用扫描电镜、X射线能谱和X射线衍射技术并结合电化学方法考察了中间层的组成和焙烧温度对电极的电催化性能和使用寿命的影响.结果表明,IrOx-TiO2中间层的加入没有改变传统的钛基氧化铱电极的形貌特征和组成,并使电极具有相同的电催化响应特性,同时大大提高了钛基氧化铱电极的使用寿命.制备钛基氧化铱电极的最优条件为焙烧温度450℃,中间层中Ir/Ti摩尔比为1.5。     

碳化钨负载纳米铂催化剂的制备及其析氢催化性能

以喷雾干燥处理的偏钨酸铵为前驱体, 采用CH4/H2为还原碳化气氛, 利用固定床气固反应法制备了具有介孔结构的碳化钨(WC)粉体. 然后通过浸渍法制备了Pt/WC粉末催化剂. 通过XRD和SEM等测试手段对Pt/WC粉末样品进行了表征, 结果表明, Pt颗粒平均直径约为13.5 nm, 且均匀分散在介孔结构WC载体上. 采用循环伏安和线性扫描等方法研究了酸性介质中Pt/WC粉末微电极对电化学析氢过程的电催化行为. 结果表明, 该电极对析氢反应具有很好的电催化活性和化学稳定性. 通过测试和计算, Pt/WC粉末微电极的Tafel方程中的a值为0.292 V, 属于低超电势析氢材料, 析氢交换电流密度为4.42 mA·cm-2, 与铂电极在同一个数量级上, 当超电势为250 mV时, 其析氢反应的活化能为26.20 kJ·mol-1.     

W离子注入Ni-Mo合金电极的析氢性能

本文在镍基上电沉积Ni-Mo合金层,用W^+束注入,得到活性和稳定性极佳的新型析氢电极。     

Ni-W-TiO2复合电极在碱性介质中的析氢电催化性能

具有较高的析氢电催化活性的镍基多元合金材料已广为报道。近年来通过复合电沉积技术在电极中掺入RuO2、ZrO2、WC等非溶性固体微粒制备的复合功能电极材料用于析氢方面的研究已有报道,这些复合电极对析氢反应都有明显的催化作用。但是用电沉积的方法在电极中掺入TiO2制备的复合功能材料的研究还未见报道,本文研究了Ni-W-TiO2复合电极的制备、形貌结构以及在碱性介质中的析氢电催化活性和电化学稳定性。     

电沉积多孔复合Ni-P/LaNi5电极及其析氢电催化性能

采用复合电沉积制备了Ni-P/(LaNi₅+Al) 复合镀层, 然后将镀层浸泡在浓碱液中除铝, 成功得到多孔复合Ni-P/LaNi₅电极. 通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)仪等技术表征了电极的表面形貌、组成和相结构. 运用电化学线性伏安扫描(LSV)、恒电位电解、电化学阻抗谱(EIS)等手段研究了电极在20%(w) NaOH溶液中的析氢反应(HER)电催化性和稳定性. 结果表明, 与多孔Ni-P 电极相比, 多孔复合Ni-P/LaNi₅电极具有低的析氢过电位、高的比表面积和高的稳定性能; 多孔Ni-P/LaNi₅电极的析氢反应的表观活化自由能为35.44 kJ·mol^-1, 低于多孔Ni-P 的值(50.91 kJ·mol^-1).     

介孔碳化钨纳米片团簇的制备及其电催化析氢性能

采用阳极氧化法与原位还原碳化法相结合,在电击穿条件下可控制备了具有介孔结构的碳化钨纳米片团簇(WC NFs)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N₂吸附-脱附测试表征其物相、微观结构和孔径分布。在1 mol·L^-1H₂SO₄溶液中采用线性扫描伏安法、循环伏安法、计时电流法以及交流阻抗谱测试催化剂的电化学性能。结果表明,在650℃下还原碳化所制备的WC NFs具有最佳的电催化析氢性能,在电流密度为10 mA·cm^-2时过电位η₁₀仅为150 mV,Tafel斜率为56 mV·dec^-1,并具有良好的循环稳定性。     

单原子掺杂二硫化钼析氢催化的进展和展望

层状二硫化钼由于具有独特的物理化学特性, 在电化学制氢领域受到广泛关注. 二硫化钼的氢惰性表面导致其在酸性和碱性电解液中的析氢活性都比铂差. 将单原子锚定在二硫化钼中能够有效活化惰性的基面,促使其成为先进的析氢电催化剂. 本文从单原子掺杂的二硫化钼的结构出发, 探讨了单原子在提升活性方面的具体机制, 总结了关于单原子掺杂的二硫化钼的制备方法、 表征手段和最新的研究进展, 以及单原子掺杂所产生的缺陷对于活性提升的重要作用. 最后, 基于单原子掺杂二硫化钼在析氢反应中的最新进展, 总结了该领域中相关催化剂的设计思想和主要挑战.     

Ti基IrO2＋Ta2O5阳极在H2SO4溶液中的电解时效行为

研究了450 ℃制备所得Ti/70％IrO2 30％Ta2O5（摩尔分数）高寿命阳极在H2SO4溶液电解过程中电极的物理、化学及电化学性能的时效行为.结果发现，整个电解过程可分为“活化”、“稳定”及“失效”三个阶段.在“活化”及“稳定”区内主要发生电极表面活性氧化物的溶解，涂层中IrO2金红石相的（110）、（101）晶面择优取向随电解时间延长而减弱，而（002）晶面择优增强.但是在“失效区”内，各晶面的择优程度却不随电解时间的变化而变化，这表明在“失效区”内氧化物的损失机制发生了变化.电化学阻抗谱测试表明，电极的析氧电化学反应电阻随电解时间的延长发生缓慢而连续的上升，而整个电极的物理阻抗在“失效区”内却发生突升现象.X射线衍射分析（XRD）表明，随电解时间的延长TiO2金红石相的衍射强度增大，达“失效区”时衍射强度发生突升.根据实验现象特别是“失效区”内阳极的时效行为提出高寿命Ti基氧化物涂层阳极的失效机制.     

用于电催化析氧反应电极的制备策略

随着能源枯竭和环境污染等问题的日益严重,开发清洁可再生能源及相关新型技术迫在眉睫。近年来,水分解、金属-空气电池等电化学能源储存和转换技术得到人们的广泛关注。电催化析氧反应(Oxygen evolution reaction,OER)是其中的一个关键反应,大量高性能的OER电催化剂不断见诸报道。除了材料本征催化活性的影响,不同的电极制备方式同样会对催化剂性能的发挥起到重要作用,越来越多的研究者致力于探索高效OER电极的设计与制备方法。本综述从方法论的角度,详细介绍了目前高效OER电极的制备策略,讨论了各类制备方式的优势和不足,总结了相关工作的最新研究进展,概述了新型电极的制备方法。最后,对电极制备策略的发展方向进行了总结与展望。     

Ni—Mo合金复合镀层上的析氢反应

用稳态极化曲线及交流阻抗等电化学技术研究了不同沉积条件（沉积温度、沉积时间、沉积电流、镀液组成）所得纳米晶Ｎｉ－Ｍｏ合金复合镀层上的析氢反应，并用扫描电镜及Ｘ光能谱监测了电极表面的形貌及镀层组成，实验结果表明：沉积温度３０℃、沉积７２００ｓ，较大的沉积电流及含钼镀液对析氢更为有利     

金属硫(磷)化物用于电化学析氢反应

电化学分解水(Water Splitting)是获得高纯度氢能的重要手段。 因此,开发具有高活性低成本的电化学析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)催化剂成为目前能源环境的研究热点之一。 本文总结了常用于HER反应的过渡金属硫化物以及磷化物非贵金属催化剂材料的合成方法,并且概况了如何构建特殊结构的金属硫化物及磷化物材料以调高材料的HER催化反应性能的方法,为开发其它高活性的非贵金属催化剂提供依据。     

Activating Inert,Nonprecious Perovskites with Iridium Dopants for Efficient Oxygen Evolution Reaction under Acidic Conditions

Simultaneous realization of improved activity, enhanced stability, and reduced cost remains a desirable yet challenging goal in the search of oxygen evolution electrocatalysts in acid. Herein we report iridium‐containing strontium titanates (Ir‐STO) as active and stable, low‐iridium perovskite electrocatalysts for the oxygen evolution reaction (OER) in acid. The Ir‐STO contains 57 wt % less iridium relative to the benchmark catalyst IrO₂, but it exhibits more than 10 times higher catalytic activity for OER. It is shown to be among the most efficient iridium‐based oxide electrocatalysts for OER in acid. Theoretical results reveal that the incorporation of iridium dopants in the STO matrix activates the intrinsically inert titanium sites, strengthening the surface oxygen adsorption on titanium sites and thereby giving nonprecious titanium catalytic sites that have activities close to or even better than iridium sites.     

氧化石墨烯基钴卟啉复合材料的电催化析氢反应

制备了5,10,15,20-四(苯基)卟啉钴配合物(CoTPP), 并利用该配合物与氧化石墨烯(GO)的π?π堆积作用组装了CoTPP/GO电催化产氢复合材料. 研究发现, 当CoTPP与GO的质量比为1∶15时, 复合材料的性能最佳. 该材料的拉曼和扫描电子显微镜结果显示, 与GO相比, CoTPP/GO复合材料表面的无序程度增加, 形貌改变有利于促进反应体系的电荷迁移与分离; 交流阻抗测试结果显示, 阻抗值由GO的1180 Ω降低为CoTPP/GO材料的734 Ω; 电化学测试结果显示, 析氢起始过电位由-761 mV降低为-337 mV, 塔菲尔斜率由296 mV/dec 降低至174 mV/dec, 法拉第效率却由23%提高至87%. 加入二苯硫醚(SPh₂)轴向配体后, CoTPP(SPh₂)/GO材料的析氢起始过电位进一步降低至-235 mV, 塔菲尔斜率降低至163 mV/dec, 法拉第效率提高至94%. 研究结果表明, 通过氧化石墨烯与金属卟啉的非共价键自组装是构筑石墨烯基电催化产氢材料的一个有效途径.     

钼基析氢反应电催化剂的研究进展

电催化析氢反应作为一种绿色、可持续的制备氢气方法,受到了广泛关注. 近年来,非贵金属析氢催化剂以其低成本和相对高的催化活性取得了较快的研究进展,其中,钼基纳米催化剂目前已成为电催化析氢中最受关注的研究热点之一. 本文综述了钼基碳化物、磷化物、氮化物以及硫化物在电催化析氢反应中的催化机理和研究进展,分析了提高析氢催化活性的方法,并对钼基非贵金属催化剂的发展趋势进行了展望.     

共价有机框架负载贵金属铂用于电催化析氢

本工作探究了共价有机框架负载贵金属Pt的电催化析氢性能。以2, 6-二氨基蒽醌和2,4,6-三甲酰基间苯三酚为构筑单元,采用溶剂热法合成了TP-DAAQ COF。随后通过金属前驱体浸渍法制备了Pt-TP-DAAQ COF。X射线粉末衍射,傅里叶红外光谱,氮气吸附/脱附等表明成功制备了TP-DAAQ COF和Pt-TP-DAAQ COF。电化学测试结果表明Pt-TP-DAAQ COF (其中含有5.8%的Pt)展现了比20% Pt/C还优异的电催化活性。当电流密度为10 mA cm?2时,Pt-TP-DAAQ COF的过电位为45 mV,Tafel 斜率为29 mV dec?1。这高效的电催化活性源于TP-DAAQ COF与Pt之间良好的协同效应。Pt-TP-DAAQ COF具有较大的比表面积和规整的一维孔道,使催化位点更易于与电解液中的物质发生接触和相互作用,从而增强了其催化性能。     

氮掺杂碳纤维负载镍钴硒化物的制备及其电催化析氢性能

以静电纺丝制备的纤维为前驱体,通过煅烧、硒化处理等工艺合成了负载双金属硒化物纳米粒子的氮掺杂碳纤维(NCF)材料((Ni,Co)Se2/NCF),并对其进行了一系列相关的表征,研究了其在酸性和碱性条件下的析氢性能.(Ni,Co)Se2纳米粒子被锚定于NCF中,有效地阻止了纳米粒子的聚集,提供了更多的催化活性位点.电催化...