【摘 要】
：
高效清洁的氢能是新能源的典型代表。电解水制氢技术是一种公认的可持续制氢手段,但是该技术仍面临着能量转换效率低的难题。因此,研发成本低廉、性能高效且稳定的催化电极材料对促进电解水制氢技术的进一步升级具有现实意义。铁族过渡金属及其化合物具有一定的电解水催化活性,但与贵金属基催化材料相比仍存在较大差距。将催化活性物质纳米化并与碳材料复合是提升材料催化活性的可行途径。在诸多碳材料中,碳纳米管（CNTs）具
论文部分内容阅读
高效清洁的氢能是新能源的典型代表。电解水制氢技术是一种公认的可持续制氢手段,但是该技术仍面临着能量转换效率低的难题。因此,研发成本低廉、性能高效且稳定的催化电极材料对促进电解水制氢技术的进一步升级具有现实意义。铁族过渡金属及其化合物具有一定的电解水催化活性,但与贵金属基催化材料相比仍存在较大差距。将催化活性物质纳米化并与碳材料复合是提升材料催化活性的可行途径。在诸多碳材料中,碳纳米管（CNTs）具有特殊的中空管状结构,催化活性物质不仅可在其表面附着形成表面复合,还可以嵌入其管腔内部形成填充复合。相较于表面复合,填充复合产生“碳纳米管限域”作用可为材料的催化活性和稳定性带来额外的增益效果。此外,自支撑结构的电极形式不仅可以避免传统电极制备过程中“制浆-涂覆-干燥”的繁琐工艺流程,而且能够规避使用粘结剂对电极性能带来的负面影响。本论文以碳布（CC）作为宏观骨架,在其表面生长CNTs阵列形成CNTs-CC复合结构,利用该复合结构为主体,将金属Co及其磷化物、硼化物分别与之进一步复合,设计构筑了三种自支撑电极材料,并对它们的电解水催化性能进行了研究。论文研究主要分为以下三个部分:（1）采用简易的化学气相沉积方法（CVD）在CC表面原位生长内部填充有Co的N掺杂CNTs阵列,获得了 Co@CNTs-CC自支撑电极材料。CNTs阵列致密的生长在CC表面,Co以纳米颗粒和纳米棒两种形态填充在CNTs的管腔当中。材料制备过程中发现,CC表面的Co预负载量和CVD温度条件可对产物的生成形态产生显著影响。在1.0MKOH水溶液中分析了 Co@CNTs-CC的电解水催化性能。Co@CNTs-CC在电流密度分别为-10 mA/cm2和10 mA/cm2时的析氢反应（HER）过电位和析氧反应（OER）过电位分别为111.4 mV和331.2 mV。由Co@CNTs-CC组成的双电极电解槽在电解电流密度为10mA/cm2时的槽电压（EOP）为1.63 V,得益于CNTs与CC间的稳固结合以及CNTs管壁对Co的保护作用,经过30 h的连续电解后EOP的增幅约为2.1%。（2）通过“CVD-磷化反应”同步过程在CC表面原位生长内部填充有CoxPy的N、P共掺杂的CNTs阵列,获得了 CoxPy@CNTs-CC自支撑电极材料。在不同的制备温度条件下,填充于CNTs当中的CoxPy可以CoP2相、CoP相、CoP/Co2P复合相的形态存在。CoxPy@CNTs-CC的电解水催化活性要高于Co@CNTs-CC,其中尤以 CoxPy为CoP 相时（CoP@CNTs-CC）最为突出。CoP@CNTs-CC 在 1.0M KOH水溶液中的HER过电位和OER过电位分别为94.4 mV@-10 mA/cm2和283.7 mV@10 mA/cm2。由其组成的双电极电解槽在电解电流密度为10 mA/cm2时的EOP为1.56 V,同样得益于电极的构形优势使其拥有可观的催化稳定性,在10 mA/cm2的条件下恒电流电解30h后的EOP增幅约为1.7%。（3）考虑到CNTs填充复合这种方式对催化活性物质的负载量存在限制,在成功制备Co@CNTs-CC的基础上,通过酸洗脱除Co得到CNTs-CC,将CNTs-CC作为基底,经历“湿化学沉积-低温磷掺杂”过程在CNTs-CC表面合成P掺杂的CoB（CoBP）,获得了 CoBP/CNTs-CC自支撑电极材料。CoBP以纳米薄片状均匀包覆在CNTs的表面,使得CoBP/CNTs-CC表现出较大的电化学活性面积。同时,P的掺杂有效提升了 CoB的本征催化活性。CoBP/CNTs-CC在1.0 MKOH水溶液中的HER过电位和OER过电位分别为73.8 mV@-10 mA/cm2和237.6 mV@10 mA/cm2,由其组成的双电极电解槽在电解电流密度为10 mA/cm2时的EOP为1.54 V。虽然CoBP/CNTs-CC表现出的电解水催化活性（表观催化活性）高于Co@CNTs-CC和CoxPy@CNTs-CC,然而其本征催化活性并不及后两者,其表现出高催化活性的原因主要源自相对高的CoBP负载量和相对大的电化学活性面积。此外,由于CoBP直接与反应介质接触,无CNTs管壁的保护,CoBP/CNTs-CC的催化稳定性较此前两种材料低,其在10 mA/cm2的条件下恒电流电解30 h后的EOP增幅约为4.1%。
其他文献
随着社会的不断发展,能源危机与环境污染问题越来越引起人们的重视。半导体光电转换技术能够将太阳能转换为电能,化学能等清洁能源,因此被认为是最具有前景的技术之一。硅（Si）因其带隙较窄（1.1 eV）,储量丰富,成本低廉等特性在光电转换领域占据了举足轻重的地位。然而,反射率较高,载流子传输动力学缓慢等缺点限制了其进一步的应用。近年来的研究表明,通过对硅表面开展结构化处理以及进行适当的催化剂负载可以有效
硬挺整理是一种非常重要的织物风格整理,广泛地应用在广告布、帐篷布、箱包布等织物的后整理工艺中,目的是使用硬挺剂在纤维表面、纤维内部以及纤维之间交联成膜,从而使织物获得挺括、厚实的风格。目前市场上的三聚氰胺树脂硬挺剂虽对织物有良好的硬挺效果,且尤其适合对合成纤维的硬挺整理,但整理后的织物会释放对人体有害的甲醛;脲醛树脂类硬挺剂对织物有较好的硬挺效果,但整理后的织物也会释放甲醛;聚乙烯醇类硬挺剂对纤维
目的:通过间接方法测定0～1岁婴儿粪便中残余乳糖含量,分析体外发酵模型对乳糖及其他多糖、水解酪蛋白和乳清蛋白的发酵代谢产物,探究婴儿乳糖在结肠中的发酵过程,进一步探讨乳糖不耐受症（Lactoseintolerance,LI）的发病机制,并为婴儿LI的诊断提供有价值的方法,以及为LI婴儿制定个性化及精准化的干预方案。资料与方法:观察组研究对象为2020年5月～2020年10月于苏州大学附属儿童医院消
背景与目的:脓毒症相关性脑病（Sepsis Associated Encephalopathy,SAE）是脓毒症患者常见的神经系统并发症,指在脓毒症的基础上非中枢神经系统感染以及排除其他类型脑病（如肝、肾、代谢性脑病）所致的弥散性脑功能障碍。SAE的临床表现包括轻度的注意力不集中或定向障碍、躁动和嗜睡,甚至昏迷等严重的意识障碍,因为没有特异性的临床表现及实验室标记物,以及危重病人镇静药物的使用等因
目的:研究miRNA-200c（miR-200c）富集的外泌体递送是否参与溶酶体组织蛋白酶L（cathepsinL,CTSL）介导的A549细胞对紫杉醇和顺铂耐药,并探索其潜在的分子机制。方法:（1）使用A549、A549紫杉醇耐药（A549/TAX）和A549顺铂耐药（A549/DDP）细胞。试剂盒法提取细胞外泌体,通过Zeta电位分析仪,透射电镜,western blot和荧光共聚焦显微镜示踪
在全面深化课程改革,发展学科核心素养的大势下,深度学习成为课程改革的重要趋势。目前初中物理课堂还存在教学方式和学习方式表面化、教学目标和学生知识结构单一性等问题。而物理实验作为初中物理教学的重要内容与手段,对提高教学质量,促进学生深度学习具有重要意义。本文通过梳理国内外深度学习的相关理论,明确物理深度学习的内涵,通过问卷调查,了解初中生深度学习现状,分析学生目前的学习方式与深度学习的差异,提出借助
特厚板作为板材生产中的一种重要产品,在海洋工程、军工、航空航天、桥梁建筑等方面都得到了广泛应用。然而我国的特厚板生产还存在尺寸超差、轧后力学性能难以控制的问题,需要进一步提升工艺水平。为解决这些问题,需要建立相应的轧制参数模型来调整工艺参数。其中,轧制力和轧制力矩是最为重要的力能参数,直接决定着轧机预设定及轧制过程的优化控制,因而建立相应的模型具有重要的意义。为此,本文综合利用理论研究、数值模拟以
目的:验证治疗T细胞血液恶性肿瘤的靶向CD4嵌合抗原受体T（chimeric antigen receptors T,CAR-T）细胞的体外杀伤效率及细胞因子释放水平。方法:采用分子克隆技术构建基于4-1BB的二代CAR的靶向CD4 CAR的慢病毒表达载体,慢病毒载体表达CD4 CAR基因,流式细胞术检测CAR表达阳性率;酶联免疫吸附测定（ELISA）法检测细胞共培养干扰素γ（Interferon
基于可再生能源的分布式发电系统已在世界范围内得到广泛应用。然而,清洁可再生能源的间歇性会导致发电和用电之间存在功率波动,影响电能质量,因此需要加入储能系统来应对这种间歇性,使母线电压保持稳定。双向DC/DC变换器作为储能系统的关键部分,对电压增益范围、功率密度、升降压能力、软开关特性等都有很高的要求,因此研究适用于储能系统的双向DC/DC变换器具有重要意义。LLC谐振变换器具有宽电压增益范围、高功
近年来,人口老龄化、亚健康、生态环境恶化等问题不断涌现,中国面临着环境问题与健康问题的双重挑战。《“健康中国2030”规划纲要》中明确提出将环境与健康置于重要位置,并将环境指标纳入健康中国建设主要指标中。环境作为影响人健康长寿、康体养生的重要因素,具有相对稳定、难以改变的属性,因而成为地区发展康养产业的重要基础。苏州乡村具有得天独厚的环境优势,其农耕文化与农村生态极具价值,在乡村发展康养产业的趋势