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《无机化学》碳族元素课程思政教学设计

广东化工 2024年第12期 190-191页

作者：叶龚兰尹霞费慧龙赵敬哲黄璐湖南大学

课程教学与思政育人的深度融合是实现高等教育立德树人根本目标的有效途径。本文以无机化学下册元素化学中碳族元素为例，从课程教学与思政育人的融合、信息技术与思政育人的融合两个方面阐述在“互联网+教育”下教学模式的创新，利用... 详细信息

课程教学与思政育人的深度融合是实现高等教育立德树人根本目标的有效途径。本文以无机化学下册元素化学中碳族元素为例，从课程教学与思政育人的融合、信息技术与思政育人的融合两个方面阐述在“互联网+教育”下教学模式的创新，利用技术赋能，将信息技术与课程教学进行互相渗透，实现课程教学与思政育人同向同行，进一步推动无机化学的课程思政建设。

关键词：无机化学课程思政案例设计信息技术

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自支撑单原子膜电极在能源电催化中的应用

高等学校化学学报 2022年第5期43卷 176-191页

作者：吴俊何观朝费慧龙湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082

单原子催化剂的催化活性高,稳定性强,原子利用率高,在能源电催化领域已被广泛研究.然而,粉末状(颗粒状)单原子催化材料存在工作电极制备过程复杂、黏结剂添加降低导电性且占据催化材料的体积、活性位点易被包埋等问题,在作为电极材料催... 详细信息

单原子催化剂的催化活性高,稳定性强,原子利用率高,在能源电催化领域已被广泛研究.然而,粉末状(颗粒状)单原子催化材料存在工作电极制备过程复杂、黏结剂添加降低导电性且占据催化材料的体积、活性位点易被包埋等问题,在作为电极材料催化能源转化过程时,载量通常小于1 mg/cm^(2),反应电流密度不高于100 mA/cm^(2).与单原子催化剂相比,自支撑单原子膜电极不仅具有单原子催化剂的诸多优势,同时展现出整体式电极的特点,例如无需添加黏结剂、导电性好、单原子活性位点暴露率高、形貌与孔结构可调控等,在大电流电催化反应、高能量高功率密度电池等领域拥有应用前景.本文综合评述了面向能源电催化应用的自支撑单原子膜电极的研究进展,讨论了自支撑单原子膜电极的优势,总结了自支撑单原子膜电极的合成方法,包括自支撑基底上原位制备法、静电纺丝法、自组装法、化学气相沉积与固相扩散法等,介绍了其在析氢反应、析氧反应、电化学制过氧化氢反应、锌空电池、二氧化碳还原反应及锂硫电池中的应用,并对该类电极的发展方向进行了展望.

关键词：自支撑电极单原子催化剂能源电催化

石墨烯负载分子铁酞菁催化剂的形貌结构调控与氧还原催化应用

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Science China Materials 2023年第10期66卷 3865-3874页

作者：高曼刘静静叶龚兰赵忠坤柳建斌何观朝龚智超黄康孙洪涛费慧龙 Advanced Catalytic Engineering Research Center of the Ministry of Education State Key Laboratory for Chemo/Biosensing and Chemometricsand College of Chemistry and Chemical EngineeringHunan UniversityChangsha 410082China The Harold&Inge Marcus Department of Industrial&Manufacturing Engineering Materials Research Institute(MRI)The Pennsylvania State UniversityUniversity Park 16802PennsylvaniaUSA

分散在纳米碳基底上的分子催化剂由于具有明确的活性位点和结构可调的特点,成为了一类独特的单原子催化剂,有望代替贵金属催化剂用于电催化氧还原反应.本文中,我们开发了一种高活性氧还原催化剂,该催化剂由均匀且密集分散在泡芙状石墨... 详细信息

分散在纳米碳基底上的分子催化剂由于具有明确的活性位点和结构可调的特点,成为了一类独特的单原子催化剂,有望代替贵金属催化剂用于电催化氧还原反应.本文中,我们开发了一种高活性氧还原催化剂,该催化剂由均匀且密集分散在泡芙状石墨烯载体上的铁酞菁(FePc/PG)构成.泡芙状石墨烯载体由于具有独特的皱褶和球状形貌,具有较大的比表面积和多尺度的孔结构,有利于FePc的高密度负载、活性位点的暴露和催化过程中传质效率的提高.当用旋转圆盘电极评估性能时,FePc/PG表现出优异的半波电位,达0.909 V(相对于可逆氢电极).此外,当用作气体扩散电极时,FePc/PG在高电流密度下表现出优异的高倍率和高功率性能.这项工作为设计纳米碳材料的形貌以及高性能异相分子催化剂提供了有效的策略,有望在多种能源转换和存储技术中得到应用.

关键词： graphene single atom catalyst iron phthalocyanine morphology engineering oxygen reduction reaction

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氮掺杂石墨炔用于氧还原反应

物理化学学报 2019年第6期35卷 559-560页

作者：费慧龙段镶锋湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082 Department of Chemistry and Biochemistry University of CaliforniaLos AngelesLos AngelesCA90095USA

阴极氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属-空气电池中的一个关键反应,在能源转化领域起着至关重要的作用1,2。由于其较高的过电位,当前氧还原反应一般都需要使用贵金属铂(Pt)基催化剂。但其高昂的成本和较差的耐久性极大地限制了燃料电池... 详细信息

阴极氧还原反应(ORR)是燃料电池和金属-空气电池中的一个关键反应,在能源转化领域起着至关重要的作用1,2。由于其较高的过电位,当前氧还原反应一般都需要使用贵金属铂(Pt)基催化剂。但其高昂的成本和较差的耐久性极大地限制了燃料电池的规模化与商业化进程3,4。从长远来看,寻找高效的非金属催化剂代替Pt是降低成本的根本途径。在非金属催化剂中,氮掺杂碳材料的氧还原催化活性较高,是理想的氧还原反应催化剂之一5。目前,常用的氮掺杂碳材料主要基于石墨烯和碳纳米管,但限制于自身的sp2杂化结构,相应的氮构型主要有吡啶氮、吡咯氮和石墨氮等6–8。

关键词：氮掺杂氧还原反应非金属催化剂燃料电池石墨炔

基于单原子催化剂的光热催化转化:原理和应用

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物理化学学报 2023年第9期39卷 35-52页

作者：宋千伟何观朝费慧龙湖南大学化学化工学院化学生物传感与计量学国家重点实验室长沙410082

在以碳中和为目标的全球共识下,太阳能作为一种取之不竭用之不尽的绿色环保能源被认为是替代传统化石燃料最有潜力的方式。在各种太阳能转换技术中,光热催化不仅可以最大化利用太阳能,在光场和热场双重驱动力作用下,还可以显著提升化学... 详细信息

在以碳中和为目标的全球共识下,太阳能作为一种取之不竭用之不尽的绿色环保能源被认为是替代传统化石燃料最有潜力的方式。在各种太阳能转换技术中,光热催化不仅可以最大化利用太阳能,在光场和热场双重驱动力作用下,还可以显著提升化学反应速率,引起广泛的研究兴趣。以孤立的单个原子均匀分散在载体上形成的单原子催化剂具有100%原子利用率、优异的催化活性、热稳定性等优势。因此,将单原子催化剂应用于光热催化开始受到越来越多的关注。本综述介绍了光催化、热催化和光热催化的基本原理和特征,同时列举一些典型的例子。随后以不同载体作为分类标准,总结了单原子光热催化应用的前沿研究进展。最后,提出了该催化体系所面临的挑战和未来的发展方向。本文旨在全面了解单原子催化剂在太阳能驱动光热催化领域的研究现状并为未来发展提供可行的建议。

关键词：光热催化光催化热催化单原子催化剂太阳能

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不同端员电气石组成与晶体化学特征

中国陶瓷 2010年第6期46卷 3-7页

作者：罗思媛孙阳艺费慧龙教育部纳米矿物材料及应用工程研究中心中国地质大学材料科学与化学工程学院武汉430074

电气石作为一类以含硼元素为典型特征的环状结构硅酸盐矿物,由于在电磁、催化、红外辐射、保健、环保、宝石等材料工业领域有着广泛应用价值,近年来成为人们广泛关注的新型环境矿物材料。本文从电气石族矿物的化学成成和结构出发,对比... 详细信息

电气石作为一类以含硼元素为典型特征的环状结构硅酸盐矿物,由于在电磁、催化、红外辐射、保健、环保、宝石等材料工业领域有着广泛应用价值,近年来成为人们广泛关注的新型环境矿物材料。本文从电气石族矿物的化学成成和结构出发,对比研究了铁电气石、镁电气石、锂电气石、锰电气石、富硼电气石几种端员的矿物特征差异,概述了组成与结构对电气石族矿物典型物化性质的影响规律。

关键词：电气石矿物端员晶体结构

镧、铕掺杂类水滑石材料的结构分析与性能研究

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功能材料 2011年第S4期42卷 677-680页

作者：陈骏飞孙阳艺石林费慧龙吴秀玲刘晓旸中国地质大学材料科学与化学工程学院教育部纳米矿物材料及应用工程研究中心湖北武汉430074 吉林大学化学学院无机合成与制备化学国家重点实验室吉林长春130012

采用共沉淀和水热法合成了水滑石(LDHs)及稀土镧和铕分别掺杂的水滑石材料。利用XRD、FT-IR、TG/DSC及荧光光谱对样品的结构及性能进行了表征。XRD和FT-IR结果表明,3种样品均呈现典型的LDHs特征衍射峰,呈较好的层状结构和结晶性,稀土La3... 详细信息

采用共沉淀和水热法合成了水滑石(LDHs)及稀土镧和铕分别掺杂的水滑石材料。利用XRD、FT-IR、TG/DSC及荧光光谱对样品的结构及性能进行了表征。XRD和FT-IR结果表明,3种样品均呈现典型的LDHs特征衍射峰,呈较好的层状结构和结晶性,稀土La3+和Eu3+成功地插入LDHs层板;TG/DSC曲线呈现了3种水滑石样品的热稳定性能;荧光光谱分析表明,在254nm激发下,掺杂后的Eu-LDHs仍保持Eu3+的特征谱线,Eu-LDHs是一种具有红色发光性质的材料。

关键词：镧铕类水滑石结构性能