纳米多孔Co的磷化物制备及其电催化析氢性能

采用脱合金化、水热合成和化学气相沉积制备纳米多孔Co、NiCo(OH)₂/Co和NiCo(OH)₂-P复合电极. 通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法表征电极材料的物相和形貌结构. 在1 mol·L^－1的KOH溶液中,运用线性扫描伏安曲线(LSV)、交流阻抗谱(EIS)、循环伏安曲线(CV)等测试电极的电催化析氢性能. 结果表明:纳米多孔Co、NiCo(OH)₂/Co、NiCo(OH)₂-P电极材料的析氢性能依次增加,化学气相沉积(CVD)磷化后的纳米多孔NiCo(OH)₂-P在10 mA·cm^－2电流密度下,其过电位为139 mV,Tafel斜率为123.57 mV·dec^－1,双电层电容为30.16 mF·cm^－2. 经过1 000圈循环伏安耐久性实验后,纳米多孔NiCo(OH)₂-P电极在10 mA·cm^－2电流密度下,析氢过电位仅相差7 mV,表现出良好的析氢稳定性.     

玻碳基Pt/C/NH4NiPO4复合电极电催化性能

 采用电沉积法制备了玻碳基Pt/C电极和玻碳基Pt/C/NH₄NiPO₄电极,利用扫描电镜表征了电极表面形貌,应用电化学工作站测试了电极的电催化性能。根据循环伏安曲线分析可知,玻碳基Pt/C/NH₄NiPO₄复合电极电催化乙醇性能明显,电极反应速度快,氧化过程主要受乙醇分子的扩散控制,氧化电流较大,相对玻碳基Pt/C电极第一氧化峰电位,玻碳基Pt/C/NH₄NiPO₄复合电极正向扫描第一氧化峰电位降低237mV,是电催化乙醇潜在的特色电极。     

葡萄糖在碳纳米管负载钴修饰电极上的电催化氧化

以碳纳米管为模板采用湿化学法制备碳纳米管负载纳米钴(Co/CNTs)复合材料,用X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对Co/CNTs进行表征,通过循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗法(EIS)对碳管负载纳米钴修饰玻碳电极(Co-CNTs/GCE)在碱液中进行电化学行为和对葡萄糖电催化氧化的研究.结果表明:平均粒径约为21nm的面心立方结构Co纳米粒子均匀分散在碳纳米管上;Co-CNTs/GCE在碱性介质中的电化学行为既受电化学控制又受扩散控制的准可逆过程;Co-CNTs/GCE在碱性介质中对葡萄糖具有较高的催化活性,其电催化氧化过程主要是受电极表面的多孔催化层内薄液界面上扩散控制.     

CeO2/CNTs纳米复合粒子的制备及其催化性能

 采用液相化学沉积法制备CeO2/CNTs纳米复合粒子,考查了表面活性剂对产物形貌的影响,采用TEM、XRD、FT-IR等手段对产物的形貌和晶相结构进行表征。结果表明,在一定条件下,表面活性剂的“桥接”作用有效地改善了活性组分的负载,以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,以自制碳纳米管（CNTs）为载体,可以制备出负载均匀的CeO2/CNTs纳米复合粒子。探讨了活性组分CeO2在CNTs表面的负载机制,并在此基础上研究了所得样品在风化煤硝酸氧解制备腐植酸中的催化性能。催化结果表明,CeO2/CNTs纳米复合粒子的催化性能明显优于单纯的CeO2和CNTs的催化性能,能显著提高腐植酸的产率。     

锌钴异常共沉积机理研究

用电化学方法研究了锌钴异常共沉积机理。实验结果表明,单独电沉积时,在不同电极上,钴离子的沉积电位都比锌离子正100mV至200mV;当锌钴共沉积时,钴受到抑制,其沉积电位变得比锌更负。用锑微电极跟踪电极表面附近pH值发现,钴沉积时,电极表面附近pH值升高。同时,Zn~(2 )生成Zn(OH)_2,并吸附在电极表面上,阻碍CO~(2 )的进一步放电。据此阐明了锌钴异常共沉积机理。     

石墨填充磷化铁复合碳电极性能研究

以磷化铁和石墨为导电材料制备复合型碳电极,研究了石墨和磷化铁填充量对复合电极的电阻和循环伏安性能的影响,分别在浓度均为1mmol.L-1的K4[Fe(CN)6]溶液和对苯二酚溶液中循环伏安扫描.结果表明:复合电极电阻随着磷化铁含量的增加而增大,(1)在K4[Fe(CN)6]溶液中,当磷化铁含量为5%时,电极表面的氧化还原峰的对称性和可逆性较好,其氧化峰电流与扫描速度的ν1/2成线性关系,其线性方程为Ipa/(μA)=7.701ν1/2-1.295(r2=0.973),表明复合碳电极表面的氧化还原过程受扩散过程控制;(2)在对苯二酚溶液中,复合电极对对苯二酚具有良好的电催化活性,在对苯二酚的浓度为5×10-6～25×10-6 mol.L-1范围内,线性回归方程为Ipa/(μA)=18.60+1.90C(μmol.L-1),r2=0.994,检出限为9.76×10-7 mol.L-1.连续8次测定对苯二酚在复合碳电极上的重现性良好.     

掺杂磺酸聚苯胺/碳纳米管复合膜电极制备及其应用

采用共聚法制备了掺杂磺酸的聚苯胺/多壁碳纳米管复合薄膜,并用其对铂电极进行表面修饰而制备出复合膜电极;通过扫描电子显微镜和红外光谱仪对复合膜电极表面的形态和组分进行表征,并采用电化学方法对其导电性和电催化活性进行测试.结果表明:与聚苯胺电极相比,掺杂磺酸的聚苯胺/多壁碳纳米管复合膜电极的表面形态更均匀致密,导电性能显著提高,响应峰电流从145μA增加到1.61mA,表面电荷密度提高了12.1倍,且稳定性也相应提高;复合膜电极具有较高电催化活性,在草酸环境中对抗坏血酸(AA)的线性响应不受干扰,其线性相关系数为0.996 0,灵敏度为9.09A/(mol·cm2),氧化峰的电位差达到340mV,能够明显区分其混合物.     

乙醇在Pt/PMo12-CNTs/石墨电极上的电催化氧化

采用碳纳米管(CNTs)、磷钼酸(PMo12)修饰石墨电极,然后通过循环伏安法(CV)电沉积Pt,获得Pt/PMo12-CNTs/石墨电极.利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)分别对改性CNTs结构及电极的形貌进行表征,通过CV、计时电流法考察了该电极对乙醇的电催化氧化性能.结果表明在催化剂Pt沉积量相当情况下,Pt/PMo12-CNTs/石墨电极较Pt/石墨电极具有更好的电催化活性和稳定性,表明PMo12改性CNTs是乙醇氧化电催化剂的良好载体.     

γ-MnO2／CNTs复合材料超级电容性能研究

为了提高多壁碳纳米管(multi-wall carbon nanotubes,MWCNTs)超级电容器的性能,对CNTs先用浓HNO3进行纯化、活化处理,再将处理后的CNTs放入浓HNO3和KMnO4的混合溶液中.利用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对CNTs包覆前后的形貌进行了表征,在MWCNTs上生成了直径约为10nm左右的丝状包覆层.粉末X射线衍射(XRD)检测结果表明包覆层为γ-MnO2.利用循环伏安和恒流充放电测试其电化学性能,结果表明,γ-MnO2/CNTs复合电极材料的质量比容值是纯粹CNTs电极材料的3倍以上,γ-MnO2/CNTs复合电极材料具有良好的电化学性能.     

ZIF-67衍生CoP/Co@NPC电催化剂的制备及其电催化性能研究

在苯甲醇体系中通过水热法合成了ZIF-67纳米晶体,将其作为前驱体模板通过不同温度的热处理得到氮掺杂的金属钴基多孔碳材料,即Co@NPC-X(X为热处理温度,℃,X=700、800、900),进一步对Co@NPC-800磷化处理得到CoP/Co@NPC-350复合材料。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射以及氮气等温吸脱附对样品的微观形貌、晶体结构以及比表面积及孔径分布进行表征和分析。采用线性扫描伏安法(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)和计时电位法研究样品的析氧反应(OER)电催化性能和稳定性。结果表明,相比于Co@NPC-800,磷化后的CoP/Co@NPC-350的析氧反应(OER)电催化性能得到了很大的提升,甚至可与贵金属电催化剂RuO_2相比拟,在达到10 mA/cm~2电流密度时的过电位仅为281 mV,且具有良好的稳定性。     

氢键、氢桥键、氢配位键的关系

讨论了氢桥键、氢键、氢配位键的共同特征，指出了氢键、氢桥键、氢配位键都是氢键，氢桥是氢键作用过程的基本形式，氢键、氢桥键、氢配位键是桥氢受两端基团作用力不同而引起的不同的氢键作用结果．并用氢桥键理论解释了一些物质的结构和性质     

液氢加氢站及其关键装备的发展现状及展望

为了更好地了解液氢加氢站系统和各个关键装备的发展现状，助力我国氢能基础设施的建设，首先给出了液氢加氢站不同发展时期的工艺流程，对氢尤其是液氢的压缩、气化、储存、运输、加注过程与加氢站风险研究分别进行了介绍，最后展望了未来我国液氢加氢站及其关键装备的发展，为液氢加氢站的规模化应用提供参考。     

贮氢合金的开发与应用

介绍了金属氢化反应及贮氢合金设计的基本原理，对贮氢合金的基本类型、应用状况及发展趋势进行了较全面的评述。目前已开发研究的贮氢合金品种类型虽然众多，但成熟的主要还是AB5型稀土合金。钒基固溶体合金因贮氢容量大，镁基合金固重量轻、价格低等优点在贮氢合金的开发中具有很大的潜力。贮氢合金应用领域广阔，但在很多领域的应用仍然处于试验开发阶段，只是在镍—氢化物二次电池中获得了产业化，因此贮氢合金的应用及其相关技术还有待进一步开发研究。     

中国氢能发展的思考

 氢能应用是化解电力行业电量结构性过剩的重要手段,也是改善中国环境、降低大气污染物排放的重要技术方向。氢能燃料电池车辆的规模化应用推动氢能产业逐步进入高速发展期。本文基于大量行业调研及国内外经验教训总结,从氢能制取、存储、运输、安全和应用等方面,总结了中国氢能产业的发展现状,并对中国氢能产业的多元化发展提出了意见和建议。     

2-1/4Cr-1Mo钢抗氢脆性能的研究

用电解充氢方法研究了加氢反应器用2—1／4Cr-1Mo钢的氢脆。为研究该材料抗氢脆的性能,试样中的氢浓度约6．22μg／g,比反应器的实际操作工况更恶劣。结果表明该材料的抗氢脆性能较好,经脱氢处理后其韧性得以恢复。     

产氢菌XY-18在低温条件下的产氢性能研究

利用间歇实验对产氢菌XY-18和产氢菌XY-72进行了产氢性能相关实验,比较了两者的产气量、产氢量、细胞干重、pH值和葡萄糖利用率等指标.研究结果表明:在温度为20℃的条件下,产氢菌XY-18累计产气量为4333 mL?L-1,累计产氢量为3946 mL?L-1,细胞干重为1.53 g?L-1,最佳产氢pH值范围为4....     

氢能与燃料电池的研发及商业化进展

 氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,近年来以燃料电池技术为代表的氢能开发和利用已在全球各国取得巨大进展,并开始部分实现商业化。本文在广泛调研的基础上,综述了近两年来全球范围内氢能和燃料电池研发、示范和商业化发展的现状与趋势,并提出关于中国氢能与燃料电池技术研究发展的建议。     

铝颗粒与水反应产氢影响因素及抑制

铝颗粒可与水发生产氢反应,氢气可以带来火灾爆炸的风险.通过开发的铝水反应测试仪,系统研究了不同铝水质量比、不同温度对氢气产生量及最大产氢速率的影响,并提出了particle surface modification(PSM) 方法抑制铝水产氢反应的进行.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱分析(EDS)对反应前后的铝颗粒进行表征,明确了相关反应机理.PSM方法成本低,并且可以有效地抑制产氢,可以为相关工程项目提供本质安全化的抑制产氢方法.     

专性厌氧菌发酵罐制氢工艺

采用批式发酵工艺研究了专性厌氧菌P的产氢特性.分别探讨了P菌在小样及发酵罐扩大试验中的生长周期、pH值、葡萄糖浓度以及糖蜜浓度等生态因子对产氢能力的影响.结果表明,P菌是一种高效产氢的菌株,在培养10h后进入对数生长期和高速产氢阶段.当葡萄糖浓度为10 g/L,初始pH为7.0,接种比例为10％时,小样发酵和发酵罐的气体总产量均达到最大值,分别为485 mL和17.4L;在发酵罐中,通过连续补加NaOH溶液使pH恒定在7.0左右,可使每升培养基产氢量达到2.473 L,比小样提高了5％,此时葡萄糖分解率达到95.2％,且氢气的质量分数达到68.73％;利用糖蜜作为发酵底物,具有广阔的经济效益和除废产能的环境效益,当糖蜜底物浓度为35 g/L时的产气能力最佳,发酵罐中最大产气量为22 L.     

合理预测甘氨酸-α-多肽构象稳定性的有效途径

使用B3LYP／6-31G^*方法,优化得到了甘氨酸多肽分子CH3CO(NHCH2CO)-NHCH3(n=1,2,3)的18个稳定构象．对构象中存在的非键作用进行了分析,确定了影响构象稳定性的主要非键作用,并估算了相关非键作用的能量．将之应用于判断二肽、三肽、四肽分子构象的相对稳定性,得到了满意的结果．该方法和B3LYP／6—31G^*方法得到的相对能量的线性相关方程为;y=0．8873x 0．6473,相关系效为R=0．9397,最大偏差为3．SkJ／mol,标准偏差为1．47kJ／mol．