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中空四氧化三钴纳米球镶嵌的氮掺杂多孔碳纳米纤维:锂-氧电池氧电极双功能催化剂

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Chinese Journal of Catalysis 2022年第6期43卷 1511-1519页

作者：陈宏彬叶雅倩陈鑫智张利利刘国学王素清丁良鑫华南理工大学化学与化工学院广东广州510640 郑州大学化工学院先进功能材料制造教育部工程研究中心河南郑州450001

随着全球人口数量快速增长和科技不断进步,对能源需求逐步增加,但化石能源日渐枯竭,同时环境问题日趋严重.因此,亟需开发新型、绿色、高效的能源以及能源装置,以保障清洁能源的可持续利用.锂-氧电池因其能量密度高、环境友好等优点受到... 详细信息

随着全球人口数量快速增长和科技不断进步,对能源需求逐步增加,但化石能源日渐枯竭,同时环境问题日趋严重.因此,亟需开发新型、绿色、高效的能源以及能源装置,以保障清洁能源的可持续利用.锂-氧电池因其能量密度高、环境友好等优点受到了人们的广泛关注,并被认为是替代锂离子电池的新储能系统之一.然而,对于锂-氧电池仍需解决诸如能量密度低于理论值、倍率性能差和循环寿命短等难题.开发高效稳定的氧电极催化剂是解决上述问题的关键手段之一.在众多潜在的过渡金属氧化物催化剂中,四氧化三钴因其地壳丰度高、成本低和性能优异等优点成为研究热点.本文采用静电纺丝技术,结合热处理技术,成功制备了中空四氧化三钴纳米球镶嵌的多孔碳纳米纤维复合催化剂(H-Co_(3)O_(4)-CNFs),系统地研究了其氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的电催化性能,以及作为锂-氧电池正极催化剂的电化学性能.结果表明,在碱性电解质中,H-Co_(3)O_(4)-CNFs具有较好的ORR/OER活性,展现出较好的双功能催化性能.H-Co_(3)O_(4)-CNFs作为锂-氧电池的氧电极催化剂材料,在100 mA g^(‒1)电流密度下的过电位为1.35 V,电池的放电比容量达到6134 mAh g^(‒1);当电流密度增加至800 mA g^(‒1)时,放电比容量仍能保持68.5%.在充放电电流密度为100 mA g^(‒1),限制容量为500 mAh g‒1的条件下,电池能保持150圈的稳定循环.H-Co3O4-CNFs催化剂较好的催化性能可归因于:(1)氮掺杂的多孔碳纤维具有良好的导电性和快速的电子传输能力;(2)多孔结构增大了电解液和催化剂活性位点的接触面积,并为放电产物过氧化锂的形成和分解提供了场所.另外,其良好的循环性能得益于裸露的Co_(3)O_(4)和嵌入纤维中的Co_(3)O_(4)形成的两种独立活性位点,这使其在ORR和OER过程中均有可用的催化活性位点,并在放电和充电过程中交替发挥作用.综上,本文研究结果为高效氧电极催化剂的设计提供了新思路。

关键词：锂氧电池双功能催化剂四氧化三钴氮掺杂碳纤维氧还原反应析氧反应

炭载体改性对炭载Pd催化剂电催化性能的影响

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物理化学学报 2010年第5期26卷 1311-1316页

作者：丁良鑫王士瑞郑小龙陈煜陆天虹曹殿学唐亚文南京师范大学化学与环境科学学院南京210097 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150001

研究了硝酸和氨水改性处理对活性炭表面基团、炭载Pd纳米粒子的形态及其对甲酸氧化电催化性能的影响.傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)及Boehm滴定结果表明,硝酸和氨水处理分别增加了活性炭表面含氧基团和含氮基团的含... 详细信息

研究了硝酸和氨水改性处理对活性炭表面基团、炭载Pd纳米粒子的形态及其对甲酸氧化电催化性能的影响.傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)及Boehm滴定结果表明,硝酸和氨水处理分别增加了活性炭表面含氧基团和含氮基团的含量.透射电镜(TEM)及电化学测试显示,活性炭经硝酸处理后,表面负载的Pd粒子粒径降低,催化剂对甲酸氧化活性和稳定性提高.进一步用氨水处理后,Pd粒子的粒径没有明显变化,但催化剂中Pd0的含量增加,催化剂性能进一步提高.

关键词：活性炭炭载Pd催化剂硝酸处理氨水处理甲酸氧化

Pt-Ru/C催化剂在甲醇电氧化过程中的组成和结构变化

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无机化学学报 2010年第1期26卷 25-28页

作者：孙瀚君丁良鑫陈煜周益明陆天虹唐亚文南京师范大学化学与环境科学学院南京210097 中国科学院长春应用化学研究所长春130022

本文研究了Pt—Ru／C催化剂在甲醇电催化氧化过程中组成和结构的变化。结果表明：在扫描初期．Pt-Ru催化剂的表面处于富Ru状态，Pt—Ru催化剂显示出良好的协同效应，峰电位较低，峰电流密度也较小。随着扫描圈数的增加（1～35圈），催... 详细信息

本文研究了Pt—Ru／C催化剂在甲醇电催化氧化过程中组成和结构的变化。结果表明：在扫描初期．Pt-Ru催化剂的表面处于富Ru状态，Pt—Ru催化剂显示出良好的协同效应，峰电位较低，峰电流密度也较小。随着扫描圈数的增加（1～35圈），催化剂表面Ru原子逐渐溶解，Pt-Ru协同效应减弱，峰电位逐渐增大；同时，随着Ru的溶解，催化剂表面Pt原子含量的增加，催化剂对甲醇氧化的峰电流密度逐渐增大。继续增加扫描圈数（36—80圈），催化剂表面Ru原子含量趋于稳定，但Pt原子发生表面重组，粒子粒径增大，从而导致催化剂对甲醇电氧化性能下降。

关键词： Pt—Ru/C催化剂甲醇氧化组成结构

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常温常压电催化合成氨

常温常压电催化合成氨

中国化学会2019能源材料和缺陷化学研讨会

作者：丁良鑫陈高锋成晖罗亚茹王海辉华南理工大学化学与化工学院

电催化氮还原固氮因可在常温常压下进行,并且原料水和氮气来源广泛,被认为是一种潜在的合成氨替代技术。目前,电化学固氮面临的一个主要挑战是效率太低（产氨速率和电流效率）。针对这一难题,本团队主要从高效氮还原催化剂的设计出发开... 详细信息

电催化氮还原固氮因可在常温常压下进行,并且原料水和氮气来源广泛,被认为是一种潜在的合成氨替代技术。目前,电化学固氮面临的一个主要挑战是效率太低（产氨速率和电流效率）。针对这一难题,本团队主要从高效氮还原催化剂的设计出发开展了一些研究工作。首先,针对氮氮三键难于被吸附活化的问题,提出了借鉴金属锂（锂是常温常压下唯一能与氮气反应生成稳定化合物的金属）,通过构建具有类锂活性位点的催化剂来实现常温常压下氮气的高效选择性还原;针对存在的析氢竞争反应,考虑到析氢作为竞争反应和合成氨必需原料的两面性,提出了应兼顾平衡氮活化和析氢竞争反应,而不是单单通过抑制析氢来获得高选择性,并提出了从催化剂结构设计上来促进氢气的扩散脱附和氮气的扩散吸附的有效策略。此外,在催化剂活性评价方面,建立了标准的15N2同位素示踪实验技术和核磁定量方法,有效避免了指示剂法和氨敏电极等方法可能存在的检测误差。

关键词：合成氨氮还原反应常温常压催化剂 15N2同位素示踪

来源： cnki会议评论

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基于MXene催化剂的高效电化学固氮

科学新闻 2020年第2期 126-126页

作者：丁良鑫王海辉罗亚茹陈高锋 Li Ding Xinzhi Chen 华南理工大学

文章简介电催化氮还原合成氨因可在温和条件下进行,并且原料氮气和水来源广泛,因而被认为是一种非常潜在的Haber-Bosch法合成氨替代技术。然而,由于N2中的N≡N键非常稳定,在温和条件下难被活化,再加之氮还原过程会伴随强的析氢竞争反应... 详细信息

文章简介电催化氮还原合成氨因可在温和条件下进行,并且原料氮气和水来源广泛,因而被认为是一种非常潜在的Haber-Bosch法合成氨替代技术。然而,由于N2中的N≡N键非常稳定,在温和条件下难被活化,再加之氮还原过程会伴随强的析氢竞争反应,从而严重限制了电催化氮还原合成氨的效率。因此,开发高活

关键词： MXene 竞争反应电化学

宁夏电业工会 “4+N”合力跑出创新“加速度”

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中国工人 2023年第7期 78-79页

作者：吴益华丁良金胡建鑫不详

宁夏电业工会全面启动实施“4+N”创新行动计划,在思想上强化“能量输出”、建立创新联盟机制、畅通创新成果孵化路径、加速构建人才培养长效链条,大大激活了一线职工的“创新力”。近年来,宁夏电业工会把职工科技创新摆在突出位置,以... 详细信息

宁夏电业工会全面启动实施“4+N”创新行动计划,在思想上强化“能量输出”、建立创新联盟机制、畅通创新成果孵化路径、加速构建人才培养长效链条,大大激活了一线职工的“创新力”。近年来,宁夏电业工会把职工科技创新摆在突出位置,以提高自主创新能力为中心,加强体制机制创新和人才队伍建设为保障,实施“4+N”创新行动计划,助力实施创新驱动发展战略,跑出了创新“加速度”,为加快建设黄河流域生态保护和高质量发展先行区贡献出工会力量。

关键词：联盟机制先行区能量输出创新驱动发展战略人才培养体制机制创新加速度一线职工