过渡金属磷化物及其异质结的液相制备与电催化析氢性能研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:q51525779
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
化石燃料的过度使用给人类社会带来了资源枯竭,环境恶化等危害。氢气作为可再生清洁能源的理想载体,具有燃烧热值高、绿色环保、易于储存等特点,因而已被广泛研究,是传统化石能源最有潜力的替代者之一。目前,工业制取氢气的方法主要是煤炭气化、蒸汽甲烷重整等方法,这仍然需要耗费大量的化石燃料。而电催化析氢法(HER)由于其简单便捷、副产物无污染、经分离后的氢气纯度高等特点,已逐渐成为研究的热点。在HER中,铂等贵金属催化剂一直是最高效的催化剂,但是其储量稀少,因而不利于广泛的使用。因此,寻找价格低廉、储量丰富而具有高性能的HER催化剂以代替贵金属催化剂十分重要。近年来,过渡金属磷化物因其独特的电子结构和高的HER活性而被认为有着良好的应用潜力,并且通过与其他元素构建纳米异质结可以进一步提高其催化活性。基于上述思路,本文采取一种独特的化学转化法,在油相胶体溶剂中以过渡金属氧化物颗粒为前驱体,将其磷化为过渡金属磷化物(TMPs)。之后再以TMPs为模板成功地构建了异质结,并进行了相关表征和性能的测试。具体如下:(1)分别以化学转化后的磷化钴纳米棒(Co2P NRs)和用三价乙酰丙酮钴[Co(acac)3]直接磷化的Co2P NRs为模板用于纳米银颗粒(AgNPs)的选择性生长,从而构建Ag-Co2P纳米异质结。通过简单的改变表面活性剂的比例与含量,可以使AgNPs选择性生长在棒的不同区域,从而制备出一端生长、两端生长、全身生长的Ag-Co2P纳米异质结[Ag(S)-Co2P、Ag(D)-Co2P和Ag(M)-Co2P]。其中,Ag(M)-Co2P异质结因具有更多的异质界面和更多活性位点而具有相对于其他两种异质结更优异的电催化析氢(HER)性能。在酸性介质中,其塔菲斜率仅为38m V·dec-1,而在电流密度为10m A·cm-1时的过电位仅为67m V,在长时间的循环测试下依然表现出极佳的稳定性。(2)以三氧化钨纳米颗粒(WO3 NPs)为前驱体用化学转化法合成磷化钨纳米球(WP NSPs)。通过控制磷化的时间探究了WO3 NPs被磷化的过程。后在其表面生长磷化镍(Ni2P)、磷化钴(Co2P)成功构建WP-Ni2P和WP-Co2P异质结,该类异质结亦展示出优异的电催化析氢性能。
其他文献
玫瑰孢链霉菌发酵得到的次级代谢产物达托霉素是一种具有全新杀菌机制的环脂肽类抗生素。提高达托霉素的产量满足耐药菌株感染用药成为了研究人员的奋斗目标。近年来,我国达托霉素的市场逐年递增,但目前发酵生产达托霉素的菌株效价低,无法满足人们的临床用药需求。随着分子生物学、合成生物学等技术的应用,在产物生物合成途径上改造菌株、研究分析代谢产物相关基因的功能、提高微生物天然产物的产量已经成为新的趋势。本论文以玫
聚烯烃材料因其优异的性能而得到广泛应用,但非极性的特性限制了其发展前景和应用领域。将极性官能团引入聚烯烃中可以极大的改变聚烯烃的性质,赋予聚烯烃材料更多的性能,极大地扩宽了聚烯烃材料的应用领域。后过渡金属催化剂膦磺酸钯(PO-Pd)在催化乙烯和极性单体共聚方面表现突出,对催化共聚制备极性聚烯烃材料具有普适性。本文基于PO-Pd催化剂研究了极性功能化聚乙烯材料的制备,以及不同单体浓度、不同极性基团对
聚甲丙烯酸铵酯Ⅰ是一种良好的缓控释药用辅料,应用广泛。但目前使用的合成方法均存在单体残留量的问题。单体残留量是衡量聚甲丙烯酸铵酯Ⅰ药用辅料质量的关键指标,《药典》严格限制药用辅料中残留单体的含量。迄今为止,常用于脱除高分子中残留单体的方法主要有物理法、化学法和生物法。这类方法虽然能有效脱除残留单体,却无法提高原料利用率。爆聚法虽然能在反应过程通过提高单体转化率达到降低单体残留量的目的,却因反应剧烈
宫颈癌是是全球妇女中致死率前四的癌症,而其目前的治疗方法存在着复发率高、副作用大等风险。流行病学研究证明黄酮类化合物对多种类型的癌症(尤其是女性)具有抑制作用。大波斯菊苷作为一种黄酮类化合物,已被报道具有抗癌活性。目前,由于天然活性物质具有低毒、安全等特性而被越来越多的科学家们作为膳食补充剂、药物辅助治疗剂进行研究。本论文通过转录组学和体外细胞实验研究了大波斯菊苷对宫颈癌Hela细胞的抑制机理,主
以实现既高效阻燃,又尽可能减少材料力学性能损失为目标,采用“硅烷原位合成改性”法,开展LDHs基PP阻燃剂的制备和应用研究工作。论文针对LDHs所存在的粒子间易发生团聚,在非极性PP材料基体中的分散性、相容性较差,大量添加会降低PP材料的力学性能;卤锑系阻燃剂存在严重的二次污染等问题,创新地采用“硅烷原位合成改性法”制备硅烷原位合成改性Mg Al-LDHs。将所制备的LDHs与Sb2O3复配构成无
碳化硼(B4C)作为一种重要的结构陶瓷,具有低密度、高硬度、高强度及良好的中子吸收能力等特点,在防弹装甲及核工业领域有着广泛的应用前景。烧结制备出高致密度的B4C陶瓷通常需要很高的烧结温度(2000℃以上)。添加第二相是有效改善B4C烧结性能和提高综合性能的有效途径。Ti B2、TiC和SiC具有低密度、高强度等特点,作为第二相能改善B4C的导电性能和机械加工性能,提高抗氧化性能和综合力学性能。此
苯甲醛在食品、制药、香水等行业都有着广泛应用。近年来常以苯甲醇为原料通过热催化手段氧化合成苯甲醛,但该反应通常在使用有机溶剂或更苛刻的条件下才能获得高转化率和高选择性。因此,探索和开发一种在相对温和条件下就能高效氧化苯甲醇为苯甲醛的催化剂显得尤为重要。石墨相氮化碳(g-C3N4)具有适合于紫外-可见光吸收(2.7 e V)的带隙,能将入射光子转化为局域热,被认为是一种在光热驱动催化方面具有广阔应用
天然产物具有多种功能,然而,一些未经改性的天然产物水溶性差、生物利用度低,限制了它们的应用。右旋糖酐蔗糖酶已成功地修饰了多种天然产物结构,极大的改善了天然化合物的水溶性和稳定性,逐渐受到关注。但是转糖基活性较低,使该工艺应用受限。本文利用分子生物学技术对右旋糖酐蔗糖酶进行合理改造,以咖啡酸苯乙酯为受体,获得高转糖基活性、高产物特异性的右旋糖酐蔗糖酶突变酶。首先,本文在实验室已有的来自Leucono
彩色眼底视网膜图像是诊断眼底疾病的基础根据,糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy,DR)是这些眼底疾病中最常见的种类之一。迅速准确地处理眼底图像能够有效帮助糖尿病患者进行早发现早治疗,从而大幅度提升治愈率。但是目前人工诊断较大程度依赖有经验的医生,不仅耗时,而且导致边远地区缺乏医疗资源的患者无法得到及时救助。因此,通过图像处理、机器学习以及深度学习方法来实现自动化辅助诊断,对
随着建设粤港澳大湾区政策的提出,广州作为粤港澳大湾区的核心城市,基础设施建设、轨道交通、地下空间等的发展就愈发重要。但广州所处于西江、北江、东江三江汇合处,属于经历三次海退和三次海侵六个阶段形成的珠江三角洲软土地貌,珠三角地区软土的成分复杂、压缩性强、承载力低,在工程建设过程中以及建筑物建成后都容易引起地基失稳或沉降等问题。此外,广州作为超大型城市,人口增长迅猛,土地资源紧缺,将河道沉积的砂土与地