Co/CFs的制备及其电催化析氢性能研究

以木质纤维素为基体,采用浸渍、高温碳化的方法制备了木质碳纤维负载的钴纳米颗粒(Co/CFs)电催化剂。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对样品的化学组成和微观形貌进行了表征分析,并借助电化学工作站测试了样品的电催化析氢性能。结果表明,CFs的引入有效缓解了Co纳米颗粒(Co NPs)易团聚的问题,有利于实现活性位点的最大程度暴露。当Co/CFs用作析氢催化剂,达到10 mA·cm^-2的电流密度时需要的过电位仅为250 mV,并可保持长达15 h的催化稳定性。     

钴掺杂硫化锌催化剂的制备及其电催化析氢性能

以硝酸钴、硝酸锌为主要原料,分别采用L-半胱氨酸和硫脲为硫源制备钴掺杂硫化锌,借助XRD、SEM、TEM等对其形貌及结构进行表征,并通过析氢实验探讨不同硫化方式对钴掺杂硫化锌电催化性能的影响。结果表明,以L-半胱氨酸硫化法制备的钴掺杂硫化锌催化剂结晶度高且具有更好的电催化析氢效果。     

Co/MoS2催化剂加氢脱硫活性的量子化学研究

Co/MoS2催化剂具有优良的加氢脱硫(HDS)性能。采用ZINDO/1的半经验量子化学计算方法和Mo19S38原子簇模型,考察了催化剂表面不同的n(Co)/n(Mo)对MoS2的LUMO轨道能量的影响,以及对二苯并噻吩(DBT)的吸附热及其吸附中间体的电荷分布、几何构型稳定性和LUMO轨道能量的影响。计算结果表明,随n(Co)/n(Mo)的增加,模型催化剂的HDS催化活性是先增后减,以n(Co)/n(Mo)=2/7时对应的催化剂的HDS活性最高。     

Co／MoS2催化剂加氢脱硫活性的量子化学研究

Co／MoS2催化剂具有优良的加氢脱硫（HDS）性能。采用ZINDO／1的半经验量子化学计算方法和Mo19S38原子簇模型，考察了催化剂表面不同的n（Co）／n（Mo）对MoS2的LUMO轨道能量的影响，以及对二苯并噻吩（DBT）的吸附热及其吸附中间体的电荷分布、几何构型稳定性和LUMO轨道能量的影响。计算结果表明，随n（Co）／n（Mo）的增加，模型催化剂的HDS催化活性是先增后减，以n（Co）／n（Mo）=2／7时对应的催化剂的HDS活性最高。     

氢化MoS2/石墨烯异质结的第一性原理计算

基于密度泛函理论,研究了二硫化钼/石墨烯(MoS2/Gr)异质结及在异质结表面进行氢化后的结构稳定性、电子性能及光学性质;建立MoS2/Gr异质结结构模型,计算了氢化后的异质结的能带结构、态密度及光吸收系数.研究发现:MoS2/Gr异质结能带的带隙只有0.055 eV,无法用于电子器件;在异质结上表面或在异质结上下表面...     

石墨烯/硅钨酸复合材料的制备及其催化性能

为有效应用环境友好型催化剂硅钨酸,克服硅钨酸比表面积小、易溶于水的缺点,以天然鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备的石墨烯为载体,使用超声振荡法将硅钨酸负载在石墨烯上,并对石墨烯/硅钨酸复合材料进行XRD、SEM表征和催化性能分析.结果表明,石墨烯/硅钨酸复合材料对酯化反应合成乙酸乙酯具有较高的催化性能.该研究证实杂多酸催化剂固载化可使硅钨酸获得高的活性、选择性,提高了其催化应用价值.     

纳米多孔Ni的制备及其电催化析氢性能研究

采用快速凝固结合脱合金的方法制备纳米多孔Ni,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对试样进行物相分析和形貌表征,并使用线性扫描伏安(LSV)、循环伏安(CV)、交流阻抗(EIS)等方法测试纳米多孔Ni电极的电催化析氢性能.结果表明:Ni₅Al₉₅前驱体合金在65 ℃条件下经4 h脱合金化后获得多层次、双连续的纳米多孔Ni.在50 mA·cm^－2电流密度下,25 ℃时析氢过电位为257 mV,双电层电容为4.7 mF·cm^－2,在析氢反应过程中表观活化能为26.06 kJ·mol^－1,电化学脱附是整个反应的控制步骤.经过1 000圈循环伏安耐久实验后,纳米多孔Ni电极在25 ℃下极化曲线基本保持原状,50 mA·cm^－2电流密度下析氢过电位减小6 mV,表现出优良的析氢稳定性.     

多孔Ni-S合金的制备及其电催化析氢性能

采用化学脱合金化和水热合成的方法,制备多孔Ni以及多孔Ni-S合金电极.通过XRD、SEM表征电极的相结构和表面形貌.在1 mol/L的NaOH溶液中,运用线性扫描伏安曲线(LSV)、交流阻抗曲线(EIS)等测试电极的电催化析氢性能.结果表明:与多孔Ni相比,Ni-S合金具有更低的析氢过电位以及更高的电催化析氢活性.     

Ni2+/纳米MoS2插层化合物的制备及催化性能表征

文章分别采用市售微米MoS2和自制纳米MoS2作为原料,通过剥层法合成了单层MoS2悬浮液.在2种单层MoS2悬浮液中分别加入等量硫酸镍溶液,调节pH值使单层MoS2发生重堆积反应,可得到Ni2+/微米MoS2和Ni2+/纳米MoS2插层化合物.利用X射线衍射仪、扫描电镜和原子吸收光谱仪对插层化合物进行表征,并考察了2...     

不同形貌MoS2的制备及其超级电容器性能研究

二硫化钼(MoS2)是过渡金属硫化物中最典型的二维纳米材料之一,由于其特殊的层状结构及优异的化学性能,被广泛应用于超级电容器领域.本文以二水合钼酸钠(Na2MoO4?2H2O)为钼源,硫脲(NH2CSNH2)为硫源,成功合成了MoS2纳米花和MoS2纳米球,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD...     

自组装MoS_2纳米结构的可控合成及电催化产氢性能研究

以廉价的仲钼酸铵和硫化铵为原料合成出硫代钼酸铵[(NH_4)_2Mo S_4]前驱体,通过调控前驱体浓度,采用水热法实现二硫化钼(MoS_2)纳米颗粒、纳米片和纳米花的可控自组装制备,分析其自组装生长机理.研究MoS_2不同纳米结构对电催化产氢性能的影响,发现纳米片结构的MoS_2具有较高的催化活性,析氢过电位仅为310 m V,塔菲尔斜率为32.7m V/dec,并且随着纳米片层数增加,球形纳米花结构的MoS_2催化活性降低,但其催化稳定性较好.     

Noble-metal-free MoS2/Ta3N5 heterostructure photocatalyst for hydrogen generation

A noble-metal-free heterostructure composed of Ta_3N_5 nanosheets and MoS_2 co-catalyst was developed as an efficient photocatalyst for hydrogen production. In special, the MoS_2/Ta_3N_5 heterostructure with 5.2 wt% of MoS_2 exhibits a H_2 generation rate of 119.4 μmol h~(-1) g-1, which is comparable to that of Ta_3N_5 nanosheets with Pt as co-catalyst. The efficient H2 generation for MoS_2/Ta3N5 heterostructure is resulted from the short diffusion distance of photo-excited charge carriers in Ta3 N5 nanosheets, efficient transfer of electrons from Ta3 N5 nanosheets to MoS_2 surface, and reduced overpotential for water reduction. Furthermore, the stability of the MoS_2/Ta_3N_5 heterostructured photocatalysts are evaluated for the photocatalytic H_2 generation.     

Photo-improved hydrogen evolution reaction activity of the Pt/CdS electrocatalyst

The effect of CdS content on the photo-induced improvement of hydrogen evolution reaction activity of the Pt/CdS electrocatalyst was investigated. Although the electrons transferred from CdS to Pt in the Pt/CdS electrocatalyst increased with the CdS content under illumination, the electrochemical active surface area of the Pt/CdS electrocatalyst decreased with the CdS content, resulting that the photo-induced improvement of hydrogen evolution reaction activity of the Pt/CdS electrocatalyst decreased with the CdS content.     

轻度剥离二硫化钼／石墨烯复合材料的制备及其电化学储锂性能

为了增强MoS2的电化学储锂性能,将轻度剥离的商业MoS2与氧化石墨烯悬浮液混合,用液相还原法制备了轻度剥离MoS2／石墨烯复合材料,并对其微观结构和形貌进行了表征。结果表明轻度剥离MoS2的层数明显减少,其表面产生了许多裂纹,复合材料中轻度剥离的MoS2与石墨烯能较好地复合在一起。电化学测试表明与商业化MoS2比,轻度剥离MoSe／石墨烯复合材料具有更高的电化学储锂容量（1022mAh／g）,更好的循环稳定性能和显著增强的充放电倍率性能。电化学阻抗测试表明石墨烯显著降低了电极反应过程中的电子转移电阻。电化学储锂性能的增强主要是由于轻度剥离MoS2层数的明显减少及其表面的许多裂纹,以及轻度剥离MoS2与石墨烯之间的相互协同作用。电化学阻抗测试证明了石墨烯显著增强了复合电极材料的导电性能和电化学贮锂过程中电子传递能力。     

NiSe2-BP/graphene纳米复合材料的制备及光电催化性质研究

采用简单的一步溶剂热法合成NiSe2-BP/graphene纳米复合材料,并对其光、电催化性质进行了研究.结果表明:NiSe2-BP/graphene纳米复合材料具有良好的电催化制氢性质,在电流密度为10 mA/cm2时过电势仅为169 mV,塔菲尔斜率为59.58 mV/dec,且电化学稳定性良好.这是因为NiSe2-BP/graphene纳米复合材料具有较大的比表面积以及较小的界面电荷转移电阻.在可见光下,利用NiSe2-BP/graphene纳米复合材料在90 min内即可完成对亚甲基蓝的催化降解且具有良好的循环稳定性,这是因为NiSe2-BP/graphene纳米复合材料具有较宽的光吸收和良好的载流子分离能力.     

石墨烯/弹性体纳米复合材料研究进展

石墨烯材料由于其超薄的纳米片层结构,优良的导热、导电功能特性,在弹性体复合材料领域已经取得了众多的应用,并赋予了橡胶复合材料更强的动静态力学性能以及导电导热等功能性。本文从石墨烯的制备开始,重点综述了石墨烯的制备及表面修饰,石墨烯/弹性体制备方法,以及复合材料的各项性能,并阐述了三者之间的相互关联。最后提出了石墨烯/弹性体纳米复合材料领域未来应关注的科学和技术问题。     

Self-supported amorphous nanoporous nickel-cobalt phosphide catalyst for hydrogen evolution reaction

Hydrogen evolution reaction(HER) through electrocatalysis using cost-efficient and long-term stable bimetallic phosphide as electrocatalyst holds a great promise for sustainable clean energy technologies. In this study, self-supported nanoporous Ni-Co-P(np-Ni-Co-P) catalyst with amorphous structure was synthesized by utilizing a facile electrochemical dealloying strategy. The results showed that due to the nanoporous structure, disorder atomic arrangement and alloying effect, the np-Ni-Co-P exhi...     

PVP辅助水热法制备Fe_2O_3/石墨烯纳米复合材料

纳米结构过渡金属氧化物与石墨烯的复合材料,已被证明是高可逆比容量和优异循环稳定性的新型锂离子电池负极材料之一,其制备工艺尤为重要。以九水硝酸铁、氧化石墨为原料,采用PVP辅助水热法制备Fe_2O_3/石墨烯纳米复合材料,探讨水热反应温度、反应时间条件对Fe_2O_3结构的影响,利用XRD和TEM对样品结构及形貌进行表征。结果表明:水热反应的最佳条件是温度为160℃、时间为12 h,制备得到Fe_2O_3粒径大小约为34砌,结晶度高,且均匀地分散在石墨烯表面。     

复合光催化膜MoS2/Ag/TiO2同步降解有机物及产氢的研究

以玻璃纤维膜为基底制备了具有三元结构的新型MoS2/Ag/TiO2光催化膜. 该复合催化剂膜具有多层结构,能够在模拟太阳光和紫外光下进行产氢反应. 该光催化膜可以用于新型的双室光催化反应器中进行同步产氢与有机物降解. 在光催化过程中,氢气在反应器的阴极室产生,而有机物在阳极室进行降解. 当Ag负载量为1wt%, TiO2负载量为160wt%时,MoS2/Ag/TiO2复合催化膜的比产氢速率达到了最大值,在模拟太阳光下为产氢速率为85 mmol·h-1·m-2（产二氧化碳速率为88 mmol·h-1·m-2）,能量转化较率最高可达0.85%,是纯TiO2 的2.3倍;在紫外光下产氢速率为68 mmol·h-1·m-2,是纯TiO2的1.2倍. 在光照下TiO2 和 MoS2同时受光的激发产生光生电子与空穴,由于Ag功函数比TiO2 的功函数低,电子从TiO2导带上转移至Ag再转移到MoS2价带上形成TiO2→Ag→MoS2 的电子传递模式.因此,能更有效的实现电子与空穴的分离,提高产氢的效率.     

铁硫化物／石墨烯纳米复合材料溶剂热法一步合成

以二茂铁和硫磺粉作为铁源和硫源,乙醇或邻二氯苯为溶剂,利用溶剂热法一步合成了FeS2／石墨烯和Fe2S8／石墨烯纳米复合材料;采用X射线衍射（XRD）法、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对产物的晶相结构和形貌进行了分析与表征;并研究了原料的配比及溶剂对产物的组成和形貌的影响．当二茂铁与硫磺粉的摩尔比为1：2．5时,所得产物为Fe7S8／石墨烯纳米复合材料;而当它们的摩尔比为1：2时,所得产物为FeS2／石墨烯纳米复合材料,使用乙醇或邻二氯苯为溶剂合成所得FeS2／石墨烯纳米复合材料的形貌有较大的差异．