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介尺度视角下的电催化剂调控策略

化工学报 2020年第10期71卷 4445-4461页

作者：郑星群李莉魏子栋重庆大学化学化工学院重庆401331

电催化剂是化学能转化过程中电化学反应的核心,最大程度地提升其催化性能,对提高电催化效率、节能降耗具有重要意义。如何确保催化剂活性中心在物质(包括电子)的传输通道交汇处,调控活性并同步提升其稳定性与导电性,是设计与优化电催化... 详细信息

电催化剂是化学能转化过程中电化学反应的核心,最大程度地提升其催化性能,对提高电催化效率、节能降耗具有重要意义。如何确保催化剂活性中心在物质(包括电子)的传输通道交汇处,调控活性并同步提升其稳定性与导电性,是设计与优化电催化剂并实现其性能最大化的关键。在催化剂的构筑与制备中,表界面结构、组成与性质等的变化往往呈现非线性关系,即介于两极端情况的介尺度区域内会出现性质的突变,表现出介尺度性质。基于此,从“介尺度”的视角,总结了近年来在催化剂表界面活性位构筑与调控中存在的介尺度现象与对应策略,从晶体结构、化学组分、相界面以及应变效应等对催化剂结构以及性能的调变几个方面进行分析梳理,进一步指出:介尺度思想可以指导电催化剂的设计,为制备高性能电催化剂提供了新的思路和视角。

关键词：介尺度电催化剂晶体结构化学组分相界面应变效应

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掺杂氧化铬颜料的红外反射特性研究

无机材料学报 2010年第12期25卷 1303-1306页

作者：张捷魏子栋王春辉卞鹏翁小龙重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室化学化工学院重庆400044 重庆大学材料科学与工程学院重庆400044 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室微电子与固体电子学院成都610054

采用固相合成工艺,制备了铁掺杂、钛掺杂及铝/钛二元掺杂三类Cr_2O_3颜料,利用XRD、紫外/可见/近红外分光光度计、Color CIE色度分析软件等方法对颜料物相结构、可见/近红外反射率、颜色参数等进行了测试和表征,初步探讨了Cr_2O_3颜料... 详细信息

采用固相合成工艺,制备了铁掺杂、钛掺杂及铝/钛二元掺杂三类Cr_2O_3颜料,利用XRD、紫外/可见/近红外分光光度计、Color CIE色度分析软件等方法对颜料物相结构、可见/近红外反射率、颜色参数等进行了测试和表征,初步探讨了Cr_2O_3颜料结构与近红外反射率、颜色之间的相互关联.结果表明,所有样品均呈单相刚玉结构,但结晶强度和晶粒大小随掺杂元素有所差异;相比未掺杂Cr_2O_3颜料,掺铁样品的近红外反射率出现下降,而掺钛Cr_2O_3颜料的反射率则明显提高,其中铝/钛二元掺杂样品在Al(OH)_3含量3.4wt%、TiO_2含量1.07wt%时,实现700～2500nm波段平均反射率87%,2500nm处最大反射率99%.掺钛Cr_2O_3材料近红外波段反射率的显著增加,主要归因于掺钛Cr_2O_3晶粒尺寸的增大以及Cr^(3+)局域电子环境的改变.

关键词： Cr2O3 颜料掺杂近红外反射率

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燃料电池空气电极的孔道结构调控

化工学报 2020年第10期71卷 4553-4574页

作者：张文静李静魏子栋重庆大学化学化工学院重庆401331

燃料电池是将化学能转化成电能的装置,其空气电极催化层的设计,既要包含丰富的、易于接近的反应活性位,也要具备高度连通的电子、质子以及反应物、产物传质通道,因此电极必须具有特定三维几何结构形貌和有序分布的各功能化孔道,确保催... 详细信息

燃料电池是将化学能转化成电能的装置,其空气电极催化层的设计,既要包含丰富的、易于接近的反应活性位,也要具备高度连通的电子、质子以及反应物、产物传质通道,因此电极必须具有特定三维几何结构形貌和有序分布的各功能化孔道,确保催化活性位得以充分利用以及反应可以连续进行。针对催化剂孔道的几何结构调控,本文调研了最近报道的一系列研究工作,从模板法、高温相变法、模板/相变复合方法以及基于金属有机框架材料进行孔道设计等四种主要方法出发,综述了该领域的最新研究进展。

关键词：燃料电池空气电极氧还原反应孔道结构

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锂硫电池中的硫正极电催化认识

物理化学学报 2024年第2期40卷 45-57页

作者：汪涛董琴李存璞魏子栋重庆大学化学化工学院重庆400044 重庆大学锂电及新材料遂宁研究院四川遂宁629000

以单质硫为正极的锂硫电池表现出极高的放电比容量(1672 mAh·g^(-1)),是极具潜力的下一代二次动力电池。然而,充放电过程中溶解的高阶多硫化锂(Li_(2)S_(n),4≤n≤8)的穿梭效应,以及硫物种缓慢的氧化还原动力学过程是锂硫电池商业应用... 详细信息

以单质硫为正极的锂硫电池表现出极高的放电比容量(1672 mAh·g^(-1)),是极具潜力的下一代二次动力电池。然而,充放电过程中溶解的高阶多硫化锂(Li_(2)S_(n),4≤n≤8)的穿梭效应,以及硫物种缓慢的氧化还原动力学过程是锂硫电池商业应用前需要解决的关键问题。而电化学催化的引入是解决上述问题行之有效的策略。本文从电化学催化角度出发,重新讨论认识多硫化物的存在形式,并从吸附-催化、活性中间体两个方面,根据不同的反应机理、路径分析多硫化物转化机制,总结定量评价催化性能方法,以期为锂硫电池高效电催化剂的设计提供思路。

关键词：锂硫电池催化转化电催化化学吸附硫自由基

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过渡金属氧化物催化析氧反应研究进展

化工学报 2020年第9期71卷 3876-3904页

作者：张伶陈红梅魏子栋重庆大学化学化工学院洁净能源与资源利用化工过程重庆市重点实验室重庆400044

利用可再生能源电解水制氢,是实现绿色氢能经济的必由之路。现阶段,电解水过程的阳极析氧反应过电位较高,催化剂性能不稳定,制约着该技术的工业化应用。使用经济高效的催化剂,可显著降低析氧过电位,提高电解水制氢过程的经济性和电能转... 详细信息

利用可再生能源电解水制氢,是实现绿色氢能经济的必由之路。现阶段,电解水过程的阳极析氧反应过电位较高,催化剂性能不稳定,制约着该技术的工业化应用。使用经济高效的催化剂,可显著降低析氧过电位,提高电解水制氢过程的经济性和电能转化效率。在各类析氧催化剂材料中,过渡金属氧化物(TMOs)由于晶体结构多样、储量丰富、环境友好、易于制备以及活性较高等优点,受到了越来越多的关注。本文从活性和稳定性出发,总结分析了近年来过渡金属氧化物催化析氧反应的研究进展,并对其未来的发展提出了建议与展望。

关键词：过渡金属氧化物析氧反应活性稳定性策略电化学

介尺度视角下的电催化:从界面、隔膜到多孔电极

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化工学报 2022年第6期73卷 2289-2305页

作者：张文静李静魏子栋重庆大学化学化工学院重庆401331

电催化过程是时空多尺度的复杂系统,探究认识多孔电极电催化体系中不同层次和尺度下的介尺度行为,对进一步强化电催化反应以及物质扩散传递,提高效率减低能耗具有重要的意义。围绕多孔电极、电催化剂以及隔膜,对多级孔电极结构的构筑、... 详细信息

电催化过程是时空多尺度的复杂系统,探究认识多孔电极电催化体系中不同层次和尺度下的介尺度行为,对进一步强化电催化反应以及物质扩散传递,提高效率减低能耗具有重要的意义。围绕多孔电极、电催化剂以及隔膜,对多级孔电极结构的构筑、电催化剂表界面活性位调控、介尺度结构可控制备策略和隔膜结构调控中存在的介尺度现象以及介尺度效应进行了详细的综述,发现电催化体系中各层次之间的介尺度行为可以用于优化、调控、指导多孔电极、电催化剂以及隔膜的设计与制备,为丰富和完善电化学催化体系提供了新思路和新角度。

关键词：介尺度多孔电极电化学催化催化剂隔膜

生态导向下凤翔雍城湖旅游产品开发及规划布局策略研究

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生态导向下凤翔雍城湖旅游产品开发及规划布局策略研究

作者：魏子栋西安建筑科技大学

学位级别：硕士

随着经济发展城乡居民旅游需求提升,对旅游产品要求更为丰富,基于地方历史文化遗存及自然地理景观的旅游目的地成为热门,不可避免出现了区域生态环境保护与旅游经济发展的冲突问题。近年来,在旅游行业中“生态旅游”这一概念不断提及,... 详细信息

随着经济发展城乡居民旅游需求提升,对旅游产品要求更为丰富,基于地方历史文化遗存及自然地理景观的旅游目的地成为热门,不可避免出现了区域生态环境保护与旅游经济发展的冲突问题。近年来,在旅游行业中“生态旅游”这一概念不断提及,试图以生态化路径解决此类问题,以实现生态保护与旅游发展的协调可持续,同时“生态”这一理念本身也成为各类建设活动的原则性要求。但由于缺少与城乡规划等学科的对接与协调,使得“生态旅游”概念在空间落实中,缺少科学的分析决策手段以及合理的开发技术路径。本次研究以凤翔雍城湖为对象,在梳理生态学及旅游学的相关概念和理论基础上,分析总结国内外关于生态旅游以及湿地公园的实践研究成果,通过实地调研及昂谱分析明确了凤翔雍城湖区域旅游发展具体问题,以生态为导向,形成整体研究体系,为生态旅游的实现提供决策依据与空间支撑。首先在区域整体旅游资源开发分析层面,以生态环境条件、旅游资源禀赋、旅游开发条件三大类条件为评判依据,构建生态导向下雍城湖旅游资源开发潜力评估体系,结合AHP层次分析法与专家评分,得出开发潜力评分,以此评价区域开发价值;同时,在旅游产品开发布局层面,从生态安全格局构建、旅游产品策划、旅游产品布局三大方面出发,以生态基底为本,划定生态分区,实现生态功能修复,在旅游产品打造上,分析现阶段旅游发展趋势,结合资源禀赋形成核心旅游产品谱系,并进行区域环境容量计算,完成旅游产品布局,形成整体的生态导向下旅游产品开发布局的技术路径体系。

关键词：生态导向旅游产品开发规划布局策略凤翔雍城湖

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“中庸”与“催化”随想

电化学 2016年第2期22卷 205-208页

作者：魏子栋重庆大学化学化工学院重庆400044

"中庸"是传统的中国智慧,由孔子提出,不断被他的追随者丰富."中庸"追求在各种矛盾中寻求平衡,并认为"过分"和"不及"都是不好的.对于一个成功的催化剂,反应物的吸附,既不能太强,也不能太弱.在这一点上,"催化"与"中庸"有极为相似之处.本... 详细信息

"中庸"是传统的中国智慧,由孔子提出,不断被他的追随者丰富."中庸"追求在各种矛盾中寻求平衡,并认为"过分"和"不及"都是不好的.对于一个成功的催化剂,反应物的吸附,既不能太强,也不能太弱.在这一点上,"催化"与"中庸"有极为相似之处.本文以孔子与他的学生对话开始,先讲了3个著名的"中庸"老故事,结合3个有"中庸"味道"催化"案例,最后得出:好的"催化",即是具有"中庸"味道的"催化".

关键词：催化吸附脱附中庸孔子

质子交换膜燃料电池催化剂稳定化方法研究进展

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化学通报 2014年第1期77卷 3-11页

作者：汪虹敏魏子栋重庆大学化学化工学院重庆400044

Pt/C催化剂稳定性是制约质子交换膜燃料电池商业化的关键技术挑战之一,因此增强燃料电池催化剂稳定性研究一直是该领域的热点。指出Pt纳米粒子的溶解再沉积、团聚长大,中间物种在Pt表面的吸附钝化,有害杂质中毒及碳载体腐蚀是Pt/C催化... 详细信息

Pt/C催化剂稳定性是制约质子交换膜燃料电池商业化的关键技术挑战之一,因此增强燃料电池催化剂稳定性研究一直是该领域的热点。指出Pt纳米粒子的溶解再沉积、团聚长大,中间物种在Pt表面的吸附钝化,有害杂质中毒及碳载体腐蚀是Pt/C催化剂稳定性衰减的主要因素,概述了近些年提高质子交换膜燃料电池催化剂稳定性的研究进展。指出Pt合金化、采用更稳定载体及进一步加强金属载体间相互作用是增强催化剂稳定性的发展方向。

关键词：质子交换膜燃料电池电化学催化催化剂铂碳