非晶/纳米晶Ni-Mo-Ce合金镀层结构及其催化析氢性能

在Ni-Mo合金镀液中添加适量的CeCl3溶液,获得了非晶+纳米晶混合结构的Ni-Mo-Ce合金镀层.用X射线衍射(xRD)和扫描电镜(SEM)测试技术研究镀层结构及其表面形貌.实验结果表明,随着Ce含量的增加,镀层中Mo元素含量有所提高,而Ni元素含量有所降低;镀层的显微硬度先增加后降低,当Ce加入量为2 g·L-1时,显微硬度最高.电解实验表明,Ni-Mo-Ce合金具有比Ni-Mo合金更优异的耐蚀性能和良好的催化析氢性能.     

不同Co含量对纳米多孔Ni-Co结构及析氢催化性能的影响

通过真空熔炼和快速凝固的方法制备了不同Co含量的Ni-Co-Al合金,经脱合金化后得到纳米多孔Ni-Co。采用XRD、SEM、TEM、N2吸附-脱附研究了所得纳米多孔Ni-Co结构特征,以线性扫描伏安法(LSV)、交流阻抗(IMP)等手段对纳米多孔NiCo/GCE电极析氢性能进行了测试。结果表明:纳米多孔Ni-Co合金骨架表面存在尺寸更为细小的5～10 nm的小孔,Co含量(质量分数)在40%～60%时,析氢催化性能较好。     

p型单晶硅上电镀纳米Ni-W-P合金电极及其光照析氢研究

半导体;纳米晶;催化析氢;p型单晶硅上电镀纳米Ni-W-P合金电极及其光照析氢研究     

Rh/Co双金属纳米颗粒的制备及其催化制氢性能

以ISOBAM-104为保护剂,采用共还原法制备了一系列不同组成的Rh/Co双金属纳米颗粒(BNPs)。采用紫外-可见吸收光谱、透射电镜及高分辨透射电镜对纳米颗粒的结构及组成进行了表征。结果表明,所制备的Rh/Co BNPs的粒径小于6.0nm,具有合金结构。催化制氢实验结果表明,Rh_(20)Co_(80)BNPs具有最高的催化制氢活性,其TOF值可高达12880mol-H_2·h~(-1)·mol-Rh~(-1),远高于Rh和Co单金属纳米颗粒的催化活性。     

纳米晶镍—钼合金电沉积层的结构与性能

通过控电流沉积制备出纳米晶镍钼合金沉积层,沉积层的ＸＲＤ、ＸＰＳ结果表明,纳米晶镍钼合金沉积层存在较大的晶格畸变,其微晶尺寸为１７ｎｍ,纳米合金各元素的结合能发生了不同程度的位移．在３０％的ＫＯＨ溶液中纳米晶镍钼合金电极对析氢反应表现出较高的电催化活性．电化学交流阻抗谱表明,析氢过程按ＶｏｌｍｅｒＨｅｙｒｏｖｓｋｙ机理进行．     

射频磁控溅射制备纳米晶Ni-Mo催化阴极及其表征

利用射频磁控溅射方法制备了纳米晶Ni-Mo合金薄膜, 并将其用作太阳能光电化学制氢的阴极催化膜. 采用XRD， EDS， SEM和AFM对膜的晶型、 成分、 表面形貌以及晶粒尺寸进行了表征. 用稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱对膜的析氢电化学特性进行了测试. 结果表明， 在较高的工作压强、 较低的衬底温度和较远的靶距下沉积的膜有较好的电化学性能, 晶粒的细化以及膜中Mo含量的增加有助于析氢催化活性的提高, 在电流密度为100 mA/cm2时析氢过电势为177.7 mV, 电化学脱附是膜上析氢反应的控制步骤.     

纳米CuO的形貌控制合成及其性能研究

The CuO nanocrystals were prepared by quick-precipitation and hydrolysis method respectively, using Cu(Ac)₂ and NaOH as starting materials. The as-prepared CuO nanocrystals were characterized by XRD, TEM, XPS, UV-Visible absorption spectroscopy and BET. The catalysis of CuO nanocrystals of different morphologies on ammonium perchlorate decomposition was investigated by thermal analysis. Results indicated the variation in temperature for NaOH addition played an important role in the shape of the CuO nanocrystals in precipitation method. Well-dispersed spherical CuO nanocrystals with an average size of 6 nm could be obtained when NaOH was added at 100 ℃ and spindle-shaped CuO nanocrystals exceeding 100 nm in diameter were obtained when NaOH was added at room temperature. Needle-shaped CuO nanocrystals could be prepared by the hydrolysis method, and the presence of small amounts of cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) could make needle-shaped CuO well dispersed. The catalytic activity of CuO nanocrystals of different morphologies on ammonium perchlorate decomposition was high. The 2% of spherical CuO nanocrystals could make higher decomposition temperature of ammonium perchlorate decreased to 102 ℃. The exothermic quantity of decomposition was from 590 J·g^-1 up to 1 420 J·g^-1.     

纳米硫化镉的合成及其电化学催化性能测试

采用CS2-SDS-正辛醇-水微乳体系制备了硫化镉纳米棒。利用XRD、SEM、TEM对产物进行表征，测试了其对多硫化物电极还原反应的催化性能，并与常规方法合成的大粒度CdS晶体进行对比．结果表明，纳米棒为六方型CdS晶体，直径约12nm．常规法合成的CdS为立方型晶体，平均粒度约为1μm．CdS纳米棒电极对硫化钠／多硫化钠电极反应的电催化活性明显高于大粒度CdS晶体电极．     

水溶液电解新阴极材料Ni-Co-S-Mo合金的研究

多年来,人们对催化析氢阴极材料已进行了不少研究［１～１２］．其中Ｐｔ、Ｐｄ等贵金属价格昂贵,不如Ｒａｎｅｙ Ｎｉ和过渡金属容易在实际生产中应用［４～１２］．由于Ｒａｎｅｙ Ｎｉ的制备还要将合金中的Ａｌ或Ｚｎ溶出,形成多孔结构,故其机械强度较差．在过渡...     

FeNi层状双氢氧化物/TiO2复合光催化剂的制备及其制氢性能

层状双氢氧化物(LDH)的光生电子-空穴对易复合,虽然纳米薄片的结构促进了载流子分离,但其光催化效率仍然较低。我们利用LDH薄片结构的优势,将FeNi LDH和TiO₂通过静电自组装复合,设计制备出新型高效的FeNi LDH/TiO₂复合光催化材料,评价了其光催化分解水产氢性能。对其结构、光催化性能和光电化学等进行了详细表征。结果表明,FeNi LDH的高比表面积、复合物的异质结结构都有利于光生电荷的转移。光催化产氢结果表明,FeNi LDH/TiO₂复合材料的产氢速率(22.6mmol·g^-1·h^-1)分别比纯TiO₂(0.1 mmol·g^-1·h^-1)和FeNi LDH(0.05 mmol·g^-1·h^-1)提高了226和452倍,表明了异质结在提高LDH光催化效率方面的重要作用。     

ZnIn2S4/TiO2/Ag复合光催化剂的制备及分解水制氢性能

首先采用溶剂热法将1D TiO_2纳米带均匀地穿插到片层结构组装而成的3D ZnIn_2S_4微球中,所形成的异质结构能有效抑制光生电子-空穴对。其次利用光沉积法将0D Ag纳米粒子负载在3D ZnIn_2S_4/1D TiO_2异质结构上。得益于0D Ag纳米粒子的等离子体效应及电子助催化剂作用,三元3D ZnIn_2S_4/1D TiO_2/0D Ag复合光催化剂在分解水制氢方面表现出优异的性能。在模拟太阳光照射下,ZnIn_2S_4/TiO_2/Ag复合光催化剂的产氢速率达到715μmol·g~(-1)·h~(-1),相对于ZnIn_2S_4/TiO_2、ZnIn_2S_4/P25、ZnIn_2S_4、TiO_2和P25分别提高了2.7倍、3.3倍、3.8倍、184倍和518倍。同时借助于X射线衍射、扫描电子和透射电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱等表征手段进一步论证了复合催化剂的优异性能。     

MoS2/管状g-C3N4复合光催化剂的光催化海水产氢性能

采用溶剂热法制备了具有二维/一维(2D/1D)纳米结构的MoS_2纳米片/管状g-C_3N_4(MS/TCN)复合光催化剂,并在可见光照射下用于光催化海水产氢。实验结果表明MS/TCN复合材料的光催化活性优于纯相TCN。此外,MS/TCN-0.5样品(含有0.5%(w/w)的MoS_2)显示出最佳的析氢活性,其产H_2速率为85.1μmol·h~(-1),且在进行循环性测试后,活性没有明显降低。     

CoO改性TiO2光催化从水析氢光电化学行为研究

评价了不同Co担载量的CoO-TiO₂系列光催化剂在无氧条件下光催化重整乙醇水溶液反应中析氢性能, 并利用连续瞬间电流-时间响应和循环伏安法等电化学方法, 重点考察了不同Co担载量光催化剂在紫外和可见光光照条件下电流响应强度和起始响应速率的差别, 以及暗态和光照条件下光催化析氢电位变化等光电化学行为. 实验结果表明, 适当量CoO的改性能够显著地提高TiO₂光催化析氢性能, 表现出了良好的稳定性, 最佳担载量为0.4% Co, 将产氢速率由原来的2.9×10^－3 mL•h^－1提高到了2.85×10^－1 mL•h^－1, 提高了近2个数量级. 光电化学行为研究表明, 紫外光照射时CoO改性明显增强了TiO₂的光电流响应强度, 其相对大小顺序为: 3.0% Co＞0.4% Co＞0.0% Co, 但光电流起始响应速度随着担载量的增加有所下降, 其相对大小顺序是: 0.0% Co≈0.4% Co＞3.0% Co. 利用可见光源照射时, 除光电流响应强度总体下降, 光电流响应强度的相对大小顺序为0.4% Co＞0.0% Co＞3.0% Co, 而光电流起始响应速度十分接近.     

卟啉修饰g-C3N4提高光催化产氢活性研究

半导体光催化制氢是一种可实现持续制备和储存氢气的绿色技术.石墨相氮化碳(g-C3N4)是研究广泛的光催化剂,但其仍存在光利用率低、光生电子和空穴易复合等问题,制约着光催化产氢的性能.利用给电子卟啉修饰g-C3N4,构建了四(4-羧基)苯基卟啉(TCPP)以共价/非共价方式修饰g-C3N4的催化剂.卟啉共价修饰g-C3N4(gC3N4-TCPP0.1)及非共价复合结构(TCPP0.1/g-C3N4)光催化产氢速率分别为6 997和5 399μmol·g-1·h-1,较g-C3N4分别提高了53%和18%. TCPPx/g-C3N4异质结加强了界面接触,促进了电荷转移,增强了可见光吸收能力,进而提高了光催化制氢性能. g-C3N4-TCPPx中, TCPP的接枝拓展了共轭结构,优化了电子结构,增大了分子偶极,促进了电荷分离,共价桥键为电荷传输提供了通道.     

纳米晶态硼化钴的合成及其催化氨硼烷高效制氢

采用简单的煅烧工艺合成了纳米硼化钴(CoB)晶体,并首次研究了纳米CoB晶体在氨硼烷溶液水解制氢过程中的催化活性。研究发现,纳米CoB晶体具有较高的催化活性,在室温条件下其转换频率(TOF)为35.3 mol_H2·mol_cat^-1·min^-1,优于同等条件下贵金属Pt催化剂(TOF=29.3 mol_H2·mol_cat^-1·min^-1)。此外,循环测试8次后纳米硼化物晶体的催化制氢性能没有发生衰减。进一步研究发现CoB表面的Co⁰物种是催化制氢的活性位点,而表面的B物种位点能够有效辅助Co⁰位点实现协同催化氨硼烷制氢。     

还原氧化石墨烯/介孔TiO2复合材料的合成及其光解水制氢性能

采用溶胶凝胶法,以钛酸四异丙酯(TTIP)为钛源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂合成了介孔二氧化钛样品mTiO_2,考察了合成温度、水量、模板剂用量和焙烧温度对其在紫外光条件下光催化产氢活性的影响。结果显示,在350℃下焙烧后,样品由无定形结构转变为锐钛矿相;随着焙烧温度的提高,锐钛矿相结构产物的结晶度提高,当焙烧温度超过550℃后,样品大部分转变为金红石相。以合成温度为30℃,模板剂用量(nCTAB/nTiO_2)为0.2,水量(nH2O/nTiO_2)为100,焙烧温度为450℃条件下合成的m-TiO_2样品为催化剂,当催化剂用量为0.4 g·L-1,体系中甲醇浓度高于20%(V/V)时,其紫外光条件下的光催化产氢活性达170 mmol·g-1·h-1。采用水热法将氧化石墨烯(GO)与m-TiO_2复合制备了一系列还原氧化石墨烯/介孔TiO_2复合材料(rGO/m-TiO_2),其晶相结构为锐钛矿相。当r GO复合量(wGO/wTiO_2)为0.01时,样品在紫外光下的产氢活性为241 mmol·g-1·h-1,能量转化效率达7.4%,较未复合样品提高了42.3%;在可见光条件下,其产氢活性达9 mmol·g-1·h-1。     

纳米晶态硼化钴的合成及其催化氨硼烷高效制氢

采用简单的煅烧工艺合成了纳米硼化钴(CoB)晶体,并首次研究了纳米CoB晶体在氨硼烷溶液水解制氢过程中的催化活性。研究发现,纳米CoB晶体具有较高的催化活性,在室温条件下其转换频率(TOF)为35.3mol_H2·mol_cat^-1·min^-1,优于同等条件下贵金属Pt催化剂(TOF=29.3mol_H2·mol_cat^-1·min^-1)。此外,循环测试8次后纳米硼化物晶体的催化制氢性能没有发生衰减。进一步研究发现CoB表面的Co⁰物种是催化制氢的活性位点,而表面的B物种位点能够有效辅助Co⁰位点实现协同催化氨硼烷制氢。     

边界条件下铁镍纳米合金与一碳氯化物反应性能的研究

液相合成铁系元素及其合金纳米微粉,一般是用硼氢化物[1￣4]等强还原剂将低价的Fe2 、Co2 、Ni2 还原为金属单质。前文[5]在合成须状Fe-Ni-B-O纳米合金及其组成方面进行了报道。实验中发现,通氢还原的纳米合金在少量氧气的存在下,可以和氯化物反应,产物为FeCl2、NiCl2和Cl2,氯化物中的碳元素镶嵌在纳米合金微粉表面,本文将对所合成的纳米合金与CCl4反应的反应性能进行研究,并对反应的机理做简单的描述。该项研究工作目前国内外尚未见文献报道。1实验部分1.1实验仪器及试剂AgNO3;K2Cr2O7;CCl4;CHCl3;CH2Cl2;200mg·L-1HCl(1 1)…     

ITO/g-C3N4异质结催化剂的制备及其光解水产氢性能

采用低温热解法合成出g-C₃N₄和In₂O₃:Sn(ITO)催化剂粉体,通过静电引力作用将少量ITO纳米粉体分散在g-C₃N₄粉体颗粒表面制成ITO/g-C₃N₄异质结光催化剂。在可见光模拟系统中以乙醇为牺牲剂,检测氢气生成速率表征催化剂的光催化性能, 并借助X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光漫反射吸收光谱(UV-Vis)等对催化剂粉体进行了表征。实验结果表明, ITO附着在g-C₃N₄颗粒表面有利于光生电子的转移和光解水析氢反应。ITO/g-C₃N₄催化剂较之纯g-C₃N₄催化剂活性显著提高。当ITO附着量为4%时,析氢速率可稳定在350 μmol·g^-1·h^-1。