Cr(III)-取代磷钨杂多配合物对4-甲基吡啶的电催化氧化作用

利用Cr(III)-取代磷钨杂多配合物PW₁₁O₃₉Cr^III(H₂O)^4－的内球电子转移特性, 通过与反应活性中心Cr^III(H₂O)第六配位水分子的交换反应, 将4-甲基吡啶分子络合修饰到该活性中心上进行阳极催化氧化. 可见吸收光谱证实4-甲基吡啶和Cr^III(H₂O)中心进行配体交换反应生成PW₁₁O₃₉Cr^III(NC₆H₇)^4－; 而循环伏安和恒电位电解实验结果表明, 修饰在Cr(III)活性中心上的4-甲基吡啶分子每一步都经历2电子氧化, 依次生成吡啶-4-甲醇, 吡啶-4-甲醛和吡啶-4-甲酸. 由此提出了一个关于这类反应的分子内电催化模板机制, 为过渡金属取代杂多配合物作为间接氧化电催化剂的应用开辟了一条新途径.     

Cr(Ⅲ)-取代磷钨杂多配合物对4-甲基吡啶的电催化氧化作用

利用Cr(Ⅲ)-取代磷钨杂多配合物PW11O39CrⅢ(H2O)4-的内球电子转移特性,通过与反应活性中心CrⅢ(H2O)第六配位水分子的交换反应,将4-甲基吡啶分子络合修饰到该活性中心上进行阳极催化氧化.可见吸收光谱证实4-甲基吡啶和CrⅢ(H2O)中心进行配体交换反应生成PW11O39CrⅢ(NC6H7)4-;而循环伏安和恒电位电解实验结果表明,修饰在Cr(Ⅲ)活性中心上的4-甲基吡啶分子每一步都经历2电子氧化,依次生成吡啶-4-甲醇,吡啶-4-甲醛和吡啶-4-甲酸.由此提出了一个关于这类反应的分子内电催化模板机制,为过渡金属取代杂多配合物作为间接氧化电催化剂的应用开辟了一条新途径.     

Er-Bi合金膜在有机溶剂中的电沉积研究

利用循环伏安法和恒电位电解法探讨了室温条件下在二甲基亚砜(DMSO)中Er-Bi合金膜的电化学制备.研究了沉积电位、电流密度以及主盐浓度比对沉积膜质量的影响.实验结果表明,在ErCl3-Bi(NO3)3-LiCl-DMSO体系中,当控制恰当的体系组成和沉积条件,均可得到表面均匀、附着力强、有金属光泽的灰黑色非晶态Er-Bi合金膜,其中稀土Er的质量分数可达24.09％～46.56％.通过SEM、EDS分析得到沉积膜表面形貌和组成,通过XRD和DSC确定了合金膜的物相组成.结果表明,当所制备的合金膜在723 K进行热处理1 h后,可形成稳定的Er-Bi合金相.     

循环电位沉积Yb-Bi薄膜

利用循环电位沉积法从非水体系中制备了Yb-Bi薄膜。在这一沉积过程中，基体电位是在两个电位之间连续循环的。研究了沉积电位、沉积时间和扫描速率对沉积膜中Yb含量以及表面形态的影响。实验结果表明，在0．10mol．L^-1Ybcl3 0．10mol．L^-1Bi(N03)3 0．10mol．L^-1LiCl DMSO体系中，当控制恰当的沉积条件，可得到表面黑色、均匀、有金属光泽和附着力强的非晶态Yb-Bi薄膜，其中Yb的质量分数可达21．04％～36．36％(质量分数)，所得到的沉积膜通过SEM，EDS和XRD进行了表征。     

在有机溶剂中Eu-Co-Ni合金薄膜的电化学制备

利用恒电位沉积、循环电位沉积和脉冲电沉积法在DMSO体系中在铜基体上探讨了Eu-Co-Ni合金薄膜的制备.实验结果表明,在0.10mol/LEuCl3-0.10mol/L CoCl2-0.10mol/L NiCl2-0.1 0mol/l LiClO4-DMSO体系中,恒电位沉积技术制备出的Eu-Co-Ni合金膜表面较为粗糙,其中Eu含量为5.46～6.01 wt%,脉冲电沉积技术制备的Eu-Co-Ni合金膜表面平整,致密,附着力好,且有金属光泽,其中Eu含量为6.76%,循环电位扫描技术制备的Eu-Co-Ni合金膜表面平整,致密,附着力好,其中Eu含量为12.43%.通过XRD证明所得的合金薄膜为非晶态.     

单原子催化剂的合成及其在电化学能量转换中的应用（英文）

自2011年张涛院士等首次提出单原子催化剂(SACs)概念以来,单原子催化迅速成为研究热点.SACs具有最大的原子利用率、独特的结构和性能,因而在催化领域具有很好的应用前景,备受关注.本文首先介绍了基于自下而上和自上而下合成策略的各种SACs制备方法以及近年来相应的研究进展,其中包括浸渍法、共沉淀法、原子层沉积法等较为传统的催化剂合成策略,以及缺陷设计法、空间限域法和火焰喷雾热解法等新方法,并详述了这些制备方法在实际应用中的优缺点.对于电催化原理分析方面,较详细地介绍了各电化学能源转换领域相关催化反应的理论计算结果以及各催化反应相应的原理与途径.然后重点介绍了含贵金属(Pt, Pd, Ir等)和非贵金属(Fe,Cu,Co等)的SACs在析氧反应、析氢反应、氧还原反应、CO2还原反应和氮还原反应中的电催化应用.最后讨论了SACs的应用前景和未来面临的挑战:(1)深入进行SACs制备方法的研究,提高合成策略的实际应用可行性以推进催化剂的工业化进程;(2)提高SACs中金属负载量,以提升其催化性能;(3)结合理论计算,增强对SACs配位环境、电子结构的精确控制,进而优化催化剂的催化性能;(4...     

红毛丹状磷化钴@钼钴氧空心微米小球用于碱性电催化析氢（英文）

氢气因其能量密度高、零排放和可再生的特点被广泛认为是最有前景的能源.电解水是一种产生高纯氢气的有效途径.目前,高性能的促进水电解的催化剂主要是贵金属材料,例如贵金属铂.然而,高成本大大阻碍了贵金属材料在电催化水分解中的广泛应用.因此,我们致力于研究具有高活性的非贵金属催化剂.因为电催化水分解析氢反应更容易发生在质子浓度高的条件下,所以研究碱性条件下催化析氢比研究酸性条件下催化析氢更具挑战性.在工业应用中,酸性电解质溶液对仪器设备的腐蚀性比碱性溶液更大,因此研究应用在碱性溶液中的析氢催化剂更有发展前景.过渡金属磷化物被广泛地研究作为高性能析氢电催化剂,然而过渡金属磷化物作为析氢催化剂的稳定性通常不是很好.我们通过钼元素的引入,提高过渡金属磷化物作为析氢催化剂的稳定性.电化学催化效率同样受到材料形貌和导电性的影响.大的比表面积有利于暴露更多的活性位点,使活性位点与电解质溶液的接触更加充分,有利于催化剂和溶液之间的传质.据报道,金属磷化物具有良好的导电性是由于磷化物中存在金属-金属键.所以合成具有大比表面积形貌的过渡金属磷化物材料能够满足析氢电催化剂对比表面积和导电性的两个需求.界面效应是调节催化剂性能的一个有效方法.析氢催化剂常常存在吸附质子能力过强或过弱、稳定性不好等问题.这些问题可以通过界面效应来解决.本文通过形成磷化估和钼钴氧的界面来调节改善磷化钴表面原来的电子密度,以达到理想的氢吸附自由能;同时此界面效应还能起到稳定催化剂性能的作用.本文首先采用水热法合成了红毛丹状钼钴氧空心微米小球前驱体.在钼酸根离子的引导下,利用奥斯特瓦尔德熟化原理一步实现了红毛丹状空心结构.前驱体再以次亚磷酸钠为磷源进行气相磷化,得到产物红毛丹状磷化钴@钼钴氧空心微米小球.通过扫描电镜和透射电镜对其红毛丹状空心结构进行了表征.利用X射线衍射和X射线光电子能谱等手段表征了材料的物相组成和价态分布.电化学测试均使用电化学工作站完成.该材料在碱性电解质溶液中展现了极好的电化学催化析氢性能,在电流密度为10 mA cm^-2时对应的析氢过电位仅为62 mV.在1 MKOH溶液中10 mA cm^-2电流密度下测试55 h,过电位仅增大约17 mV,显示了非常强的碱性析氢稳定性.得益于磷化钴和钼钴氧之间的界面效应,以及特殊的三维空心结构,红毛丹状磷化钴@钼钴氧空心微米小球表现出优异的析氢催化性能和稳定性.     

高性能Pt纳米管中管电催化剂在甲醇燃料电池中的应用

通过ZnO模板辅助的电沉积方法设计和合成了Pt管中管阵列.作为一种具有利用率高、活性物质传输快的三维结构的电催化剂,Pt管中管阵列显示了高电化学活性面积（64.9 m²/gPt）.与Pt纳米管和商业Pt/C催化剂相比,Pt管中管阵列明显提高了甲醇氧化电催化活性和稳定性.另外,Pt管中管阵列也显示了优越的抗CO毒化能力.这个研究展示了高性能Pt基直接甲醇燃料电池电催化的一个重要进展.     

纳米材料在超级电容器领域的有效设计与可控合成

伴随着电化学储能器件在便携式电子产品、混合动力电动汽车及大型工业规模的电力和能源管理中的应用,设计合成出结构新颖、性能优越的先进纳米电极材料显得至关重要.作为电化学储能器件中的重要一员,超级电容器以其功率密度高、循环寿命长等特点越来越受到人们的广泛关注,而电极材料的组成及结构是其性能高低的决定性因素.本文结合本科研团队近几年来的研究工作,综述了有关超级电容器纳米电极材料的设计与可控合成及其前沿研究进展.     

Sr^2＋对Li0.2375＋xLa0.5875-xSrxTiO3^-LaPO4体系的性能的影响

利用循环电位沉积法从非水体系中制备了Yb-Bi薄膜。在这一沉积过程中，基体电位是在两个电位之间连续循环的。研究了沉积电位、沉积时间和扫描速率对沉积膜中Yb含量以及表面形态的影响。实验结果表明，在0．10mol．L^-1Ybcl3 0．10mol．L^-1Bi(N03)3 0．10mol．L^-1LiCl DMSO体系中，当控制恰当的沉积条件，可得到表面黑色、均匀、有金属光泽和附着力强的非晶态Yb-Bi薄膜，其中Yb的质量分数可达21．04％～36．36％(质量分数)，所得到的沉积膜通过SEM，EDS和XRD进行了表征。