铁镍磷化物电极材料的制备及电催化析氢性能

为了解决电解水析氢过程中所用贵金属材料的高昂成本问题,采用水热-低温磷化法制备了一种低廉、环保、高效的析氢催化剂Fe_xNi_1-x-P。与传统制备方法比较,该方法在水热合成前驱体过程中,利用镍盐和铁盐与无水乙醇发生氧化还原反应,生成的OH^-可以沉淀金属离子,随后前驱体与NaH₂PO₂低温磷化制得Fe_xNi_1-x-P。通过研究发现,Fe_0.5Ni_0.5-P电极材料表现出优异的催化活性。在1.0 mol·L^-1 KOH溶液中,电流密度为10 mA·cm^-2时,电极Fe_0.5Ni_0.5-P需要的过电位仅为113 mV,1 000圈循环伏安测试后,极化曲线无明显衰减。提供了一种制备Fe_xNi_1-x-P的简便方法,为开发清洁能源系统的环境友好型催化剂提供了新思路。     

MXenes电催化析氢的研究进展

面向“碳达峰”“碳中和”国家重大战略,氢能作为一种能量密度高、无污染的绿色能源,将成为我国乃至世界未来能源战略领域发展的重中之重.电解水制氢由于其制备方法简单、制氢纯度高、制备过程无污染等优势而备受关注,但是该方法存在一个严重的缺陷,就是缺乏低成本、高效率析氢反应(HER)催化剂.MXenes是一种新兴的二维(2D)过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物,由于其具有极好的导电性、良好的亲水性、极大的比表面积、可调节的分子结构及多样的化学组成等优势,在析氢催化剂领域存在着潜在的巨大应用.该文总结了 MXenes制备、MXenes基电催化析氢性能调控策略及利用机器学习设计MXenes基析氢电催化剂面临的挑战和新的机遇.该文为今后开发新型高效的MXenes基析氢电催化剂,推动氢能的绿色制备提供了参考.     

碱性电催化析氢催化剂的研究进展

电解水制氢是零碳排放氢经济的必要前提。碱性环境下的电催化析氢反应（HER）是电解水技术主要的能量转换过程之一。然而由于碱性析氢反应机理仍处于争论中,严重影响了催化剂的优化设计。本文基于当前碱性HER反应机理的认知,总结多种催化材料对碱性HER催化性能的研究进展,并展望了未来发展的方向。     

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。     

镍钨合金电沉积及其析氢电催化性能的研究

本文研究以钛或铁为基体的Ｎｉ－Ｗ合金电镀，阴极极化曲线表明，以Ｔｉ为基体的Ｎｉ－Ｗ合金镀层为阴极，电解３００ｇ／ＬＮａＣｌ（２５℃），３．０Ａ／ｄｍ＾２能降低析氢过电势４２０ｍＶ，电解１ｍｏｌ／Ｌ ＭｎＳＯ４＋０．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４能降低８１０ｍＶ，说明Ｎｉ－Ｗ镀层是析氢的优良电催化阴极。     

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.     

泡沫镍基Ni-S-Co涂层电极在碱性介质中的电催化析氢性能

以泡沫镍为基体采用电沉积法制备非晶态Ni-S-Co合金涂层电极。以扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)观察表面形貌和微观结构,电化学测试方法分析涂层的电化学行为。结果表明,所获得的镀层为非晶态结构,表面颗粒细小且具有丰富的表面积;非晶态Ni-S-Co合金电极的析氢催化性能较好,与Ni和Ni-S电极相比具有较低的析氢过电位、较高的交换电流密度和较低的表观活化能;经过KOH碱溶液活化处理后,镀层表面颗粒变细,活性表面积增加,析氢性能有所增强。     

过渡金属间隙化合物的合成及电催化性能研究进展

过渡金属间隙化合物(transition metal interstitial compounds, TMICs)具有独特的电子结构、高导电性、优异的化学稳定性,可作为可再生能源转化反应中Pt基催化剂的替代电催化剂.从这个角度出发,综述了TMICs在合成和电催化性能方面的研究进展,主要归纳了TMICs在析氢反应、析氧反应、氧还原反应、直接液体燃料电池阳极反应等方面的催化性能.此外,简述了TMICs电催化剂实际应用于能量转换设备中的潜力,这对开发高效稳定的电化学能量转换设备具有指导意义.     

电沉积镍-储氢合金复合电极的析氢电催化性能

采用电沉积方法制备了镍-稀土储氢合金(Ni—AB5)复合电极，利用稳态极化曲线及电化学交流阻抗技术研究了该电极在28％KOH溶液中的析氢电催化性能，并用扫描电镜观测了电极的表面形貌．结果表明，与电沉积纯Ni电极相比，Ni—AB5复合电极具有较低的析氢过电位和电化学反应阻抗以及较大的交变电流密度和比表面积，在纯Ni及Ni—AB5电极上析氢反应的标准活化自由焓分别为74．2kJ／mol和39．8kJ／mol，即Ni—AB5复合电极表现出较高的析氢电催化活性．复合电极在碱性溶液中的析氢反应符合Volmer—Heyrovsky历程，电化学脱附为反应速度的控制步骤．     

Ni-S合金析氢阴极的制备研究

以硫脲作为硫源,在改进的瓦特镀液体系中用电沉积方法获得N i-S合金镀层,系统地研究了硫脲浓度、电流密度、电沉积时间、镀液温度、pH值、有机添加剂等实验条件对N i-S合金电极析氢活性的影响.用重量分析法测定电沉积层中硫的含量,X-射线衍射技术表征镀层的晶形结构,稳态恒流极化法研究N i-S合金层的电催化活性.实验结果表明,电沉积得到的析氢活性较好的镍硫合金为非晶态结构和弱晶结构,硫含量为11.59%(重量比)时,N i-S合金电极具有优良的电催化性能,且在长期电解条件下电极仍有良好的析氢活性.     

电镀Ni—Sn合金及其电催化性能研究

为降低氯碱电解槽阴极析氢过电位,依据氢在电极上吸脱附原理,研究了Ni-Sn合金镀层作为阴极的析氢性能。实验证明,以Ni-Sn合金镀层作为阴极,在120g/lNaOH,190g/lNaCl溶液中,温度为90℃,电流密度为15Adm-2条件下电解,能降低氢超电势270?mV,是优良的析氢电催化电极。     

(Ni-Mo)-WC电极在碱性介质中的电催化析氢性能

从电极析氢反应的动力学参数、真实交换电流密度、标准活化自由能及电化学稳定性等方面研究了（Ni-Mo）-WC电极在碱性介质中的电催化析氢性能。实验结果表明，复合电极的电催化析氢性能高于基质合金电极，这主要归因于此表面积的增加。     

Zn掺杂MoS2的构型、电子结构及电催化析氢性能的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法对二硫化钼(MoS₂)完整表面和不同掺杂浓度下过渡金属Zn原子掺杂MoS₂表面(Zn-MoS₂)的构型、电子结构及其电催化析氢性能进行了研究.研究结果表明:与MoS₂完整表面相比,Zn掺杂单层MoS₂的氢吸附吉布斯自由能(-0.09 eV)明显减小,接近理想值(约0 eV),表现出优异的析氢催化反应性能.电子结构研究结果表明:Zn掺杂MoS₂表面后,体系费米能级附近出现了Zn-3d轨道的带隙态,这表明有效调控了MoS₂催化材料的电子结构.在费米能级附近还出现了与Zn原子相邻的S原子的3p轨道的新电子态,可有效增强S-3p轨道和H-1s轨道的重叠,从而提高吸附氢的性能、优化电催化析氢性能.进一步对不同Zn掺杂浓度下Zn-MoS₂体系的研究结果表明提高Zn掺杂浓度仍能保持优异的电催化析氢反应性能.该文通过引入不同Zn掺杂浓度的方法,对MoS₂电催化剂的电子结构进行调...     

进氧化氢在微过氧化物酶-11(MP-11)修饰玻碳电极上的电催化还原

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭＰ 1 1ｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｐｅｐｓｉｎｄｉｇｅｓｔｉｏｎｏｆｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅｃ .Ｉｔｒｅｔａｉｎｓａｍｉｎｏａｃｉｄｒｅｓｉｄｕｅｓ 1 1 2 1ｏｆｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅｃ .Ｉｔｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄａｇｏｏｄｍｏｄｅｌｏｆｃ ｔｙｐｅｈｅｍｅｅｎｚｙｍｅｓａｎｄｐｅｒｏｘｉｄａｓｅｓ .Ｓｏｆａｒ,ｓｏｍｅｍｅｔｈｏｄｓｈａｖｅｂｅｅｎｕｓｅｄｔｏｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅＭＰ 1 1ｏｎｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ ,ｓｕｃｈａｓｍｉｘｉｎｇｕｐｗｉｔｈｇｒａｐｈｉｔｅｐａｓｔ…     

CoHCF/Au修饰电极的电化学性质及电催化氧化H2O2的研究

采用电化学方法在金电极上修饰六氰合铁酸钴(Cobalt Hexacynoferrate,CoHCF),研究了CoHCF/Au修饰电极的电化学性质.该修饰电极在0.75 V电位下可催化氧化过氧化氢,在0.1～400.0μmol/L浓度范围内,氧化峰电流随过氧化氢浓度的增加而增加,对过氧化氢的检测限可达5.0×10-8mol/L.     

镍铁钴磷化物纳米片阵列的制备及其电催化析氧性能

采用溶剂热法将镍、铁和钴的硝酸盐溶液在180 ℃条件下反应24 h,经过后续磷化反应,在泡沫镍基底上生长镍铁钴磷化物纳米片阵列(NiFeCoP@NF).采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱等测试手段对材料进行了表征,并用电化学工作站研究了镍铁钴磷化物纳米片阵列的析氧性能.结果表明:当电流密度达到10 mA/cm2时,需要的过电势仅为160 mV,并且在恒定电流密度下,过电势可保持24 h.研究结果对于研究纳米结构的过渡金属磷化物电催化剂具有借鉴意义.     

高等植物放氢的初步研究

高等植物放氢的初步研究张凤章林淑贞龙敏南许良树（厦门大学生物学系厦门３６１００５）自Ｓｔｅｐｈｅｎｓｏｎ和Ｓｔｉｃｋｌａｎｄ首次在微生物中发现氢酶后［１］，尤其是Ｎａｋｏｓ和Ｍｏｒｔｅｎｓｏｎ第一次从巴氏梭菌分离提纯氢酶以来［２］，氢酶研究有了很大的...