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碱性介质中氢氧化和析氢反应机理研究现状

物理化学学报 2021年第9期37卷 21-37页

作者：李孟婷郑星群李莉魏子栋输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室洁净能源与资源化工过程重庆市重点实验室重庆大学化学化工学院

氢氧燃料电池和电解水是实现氢能循环利用的两个重要系统,其中氢氧化反应(HOR)和析氢反应(HER)因在碱性介质中的反应速率较酸性介质中慢2至3个数量级,成为阻碍碱性燃料电池与电解水制氢发展的主要瓶颈。深入研究碱性介质中的HOR/HER机理... 详细信息

氢氧燃料电池和电解水是实现氢能循环利用的两个重要系统,其中氢氧化反应(HOR)和析氢反应(HER)因在碱性介质中的反应速率较酸性介质中慢2至3个数量级,成为阻碍碱性燃料电池与电解水制氢发展的主要瓶颈。深入研究碱性介质中的HOR/HER机理,探究碱性与酸性电解质中HOR/HER活性差异之根本原因,对发展低温碱性能源转化器件具有重要意义。据此,本文综述了近年来碱性介质中HOR/HER机理的相关解释与推论,如双功能机理、氢结合能(HBE)理论与电子效应,及各观点间存在的争议;并从理论计算的角度,介绍了目前电化学界面的理论模拟方法及其在HOR/HER研究中的应用。由于电化学反应系统的复杂性,实验与理论计算的结合有助于理清HOR/HER的机理以及pH效应,并有望应用于指导设计高活性、高稳定性的HOR/HER催化剂。

关键词：燃料电池电解水氢氧化反应析氢反应 pH效应密度泛函理论分子动力学

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DMFC中甲醇氧化催化剂的催化机理

电源技术 2004年第5期28卷 324-327页

作者：李兰兰魏子栋李莉重庆大学化学化工学院重庆400044

直接甲醇燃料电池(DMFC)是电动汽车最为可行的电源。综述了作为甲醇氧化催化剂的铂及铂的多元体系;钙钛矿型氧化物的研究现状。概述了催化氧化反应机理;催化剂表面结构和性质以及电极电势对催化活性的影响。目前的催化剂是不令人满意的... 详细信息

直接甲醇燃料电池(DMFC)是电动汽车最为可行的电源。综述了作为甲醇氧化催化剂的铂及铂的多元体系;钙钛矿型氧化物的研究现状。概述了催化氧化反应机理;催化剂表面结构和性质以及电极电势对催化活性的影响。目前的催化剂是不令人满意的。基础研究将有助于我们避免用纯经验的方法来寻求更为理想的催化剂。

关键词：直接甲醇燃料电池 DMFC 甲醇氧化催化剂催化机理

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通过载体提高燃料电池催化剂的稳定性

电化学 2015年第3期21卷 221-233页

作者：谢小红魏子栋重庆大学化学化工学院重庆400044

Pt/C是目前质子交换膜燃料电池使用最广泛的一种催化剂,制约其实际应用的关键技术之一是稳定性,增强燃料电池催化剂稳定性研究一直是该领域的热点.本文结合作者课题组的研究工作,综述了通过改进载体材料来提高Pt基催化剂稳定性的一些方... 详细信息

Pt/C是目前质子交换膜燃料电池使用最广泛的一种催化剂,制约其实际应用的关键技术之一是稳定性,增强燃料电池催化剂稳定性研究一直是该领域的热点.本文结合作者课题组的研究工作,综述了通过改进载体材料来提高Pt基催化剂稳定性的一些方法,指出采用更稳定的载体材料以及发展与金属催化剂纳米颗粒有强相互作用的载体材料,是增强催化剂稳定性的努力方向.

关键词：质子交换膜燃料电池铂载体材料电化学催化

电沉积-置换法制备Pt/Ti对电极及其对染料敏化太阳能电池性能的提升

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高等学校化学学报 2014年第9期35卷 1988-1993页

作者：王耀琼冉秀芝高焕方李莉魏子栋重庆理工大学化学化工学院重庆400054 重庆大学化学化工学院重庆400044

采用电沉积-置换法在Ti片上制备了染料敏化太阳能电池(DSSC)的对电极Pt/Ti.形貌表征结果显示,与传统热解法制备的Pt/FTO对电极相比,Pt/Ti对电极Ti基底上Pt催化颗粒的粒径和分散性得到显著改善.光电流-光电压特性曲线测试结果表明,以Pt/T... 详细信息

采用电沉积-置换法在Ti片上制备了染料敏化太阳能电池(DSSC)的对电极Pt/Ti.形貌表征结果显示,与传统热解法制备的Pt/FTO对电极相比,Pt/Ti对电极Ti基底上Pt催化颗粒的粒径和分散性得到显著改善.光电流-光电压特性曲线测试结果表明,以Pt/Ti为对电极的DSSC与以Pt/FTO为对电极的DSSC相比,光电转化效率提高了20.8%.由于Pt颗粒分散性和粒径的改善所引起的Pt催化性能的提高、Pt/Ti对电极更低的电阻以及Ti基底更好的反光性能是提升DSSC性能的原因.

关键词：染料敏化太阳能电池对电极电沉积 I- I3-氧化还原电对

铁镍合金纳米颗粒镶嵌的多级孔氮掺杂碳催化剂的制备及析氧性能研究

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化学学报 2019年第1期77卷 84-89页

作者：王艺霖王敏杰李静魏子栋重庆大学化学化工学院

非贵金属铁镍合金催化剂在析氧反应(OER)中性能优异,表现出取代贵金属RuO2催化剂的巨大潜力.以SiO2为大孔模板,多巴胺为氮碳源,Fe^3+,Ni^2+为金属源,通过原位吸附、聚合、焙烧、刻蚀等步骤制备得到铁镍合金纳米颗粒镶嵌的多级孔氮掺杂... 详细信息

非贵金属铁镍合金催化剂在析氧反应(OER)中性能优异,表现出取代贵金属RuO2催化剂的巨大潜力.以SiO2为大孔模板,多巴胺为氮碳源,Fe^3+,Ni^2+为金属源,通过原位吸附、聚合、焙烧、刻蚀等步骤制备得到铁镍合金纳米颗粒镶嵌的多级孔氮掺杂碳催化剂.碱性介质中的析氧反应测试表明,合金催化剂达到电流密度***^-2时过电位仅为286mV,显著低于以RuO2为催化剂的380mV过电位;同时经过2000圈循环伏安老化后活性几乎无衰减,稳定性高.所制备的合金催化剂具有两方面结构优势:(1)铁镍合金以及单质铁纳米颗粒镶嵌于大孔碳的薄层孔壁中,有利于暴露活性位点;(2)石墨化氮碳层对合金纳米颗粒的保护提高了材料抗腐蚀性,进而提升其稳定性.

关键词：多级孔氮掺杂碳铁镍合金析氧反应

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锂硫电池的动力学调控策略

化工学报 2023年第1期74卷 170-191页

作者：焦巡童成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

锂硫(Li-S)电池因其超高的理论能量密度(2600 Wh·kg^(-1))有望成为下一代高能量密度电池的候选者之一。然而,它存在硫利用率低、容量衰减快以及多硫化锂(LiPSs)发生“流失效应”等问题,这使得Li-S电池反应动力学缓慢,严重限制了其实际... 详细信息

锂硫(Li-S)电池因其超高的理论能量密度(2600 Wh·kg^(-1))有望成为下一代高能量密度电池的候选者之一。然而,它存在硫利用率低、容量衰减快以及多硫化锂(LiPSs)发生“流失效应”等问题,这使得Li-S电池反应动力学缓慢,严重限制了其实际应用。物理限制、化学吸附等方法可以加速硫、LiPSs和Li_(2)S之间的氧化还原反应,减少LiPSs的流失,加速动力学过程,使电池具有高能量密度和长循环稳定性。基于整体电化学反应过程,对近些年使用的材料如何促进动力学进程、阻止LiPSs的流失,以及相应策略的评价进行了综述,以指导提升电池动力学性能的合理设计和Li-S电池的实际应用。

关键词：锂硫电池动力学多硫化锂电化学吸附催化流失效应

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磷化过程的Taguchi设计

电化学 1996年第2期2卷 202-208页

作者：魏子栋郭鹤桐山东工业大学化学工程系天津大学应用化学系

通过对磷化液配方及磷化工艺的改进，解决了磷化液沉淀多，不稳定及磷化膜微观结构差的问题．针对钢铁磷化过程中出现的磷化膜质量与磷化面积之间的非线性关系，应用Ｔａｇｕｃｈｉ方法，对磷化过程进行了优化，实现了磷化膜质量与磷化... 详细信息

通过对磷化液配方及磷化工艺的改进，解决了磷化液沉淀多，不稳定及磷化膜微观结构差的问题．针对钢铁磷化过程中出现的磷化膜质量与磷化面积之间的非线性关系，应用Ｔａｇｕｃｈｉ方法，对磷化过程进行了优化，实现了磷化膜质量与磷化件面积之间的线性关系。

关键词：磷化金属表面处理 Taguchi法

锰欠电位沉积的密度泛函计算与循环伏安实验的研究

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化学学报 2009年第6期67卷 529-534页

作者：李文坡张胜涛杨林台魏子栋重庆大学化学化工学院重庆400044

用密度泛函计算和循环伏安法研究了锰在金和铅表面的欠电位沉积(UPD)行为.理论计算,假设生成紧密的二维相(2D)欠电位沉积层,用基于密度泛函理论的DMol3软件计算在金与铅表面生成2D相锰层的欠电位偏移值△fE2DMe,证明锰在金表面可发生欠... 详细信息

用密度泛函计算和循环伏安法研究了锰在金和铅表面的欠电位沉积(UPD)行为.理论计算,假设生成紧密的二维相(2D)欠电位沉积层,用基于密度泛函理论的DMol3软件计算在金与铅表面生成2D相锰层的欠电位偏移值△fE2DMe,证明锰在金表面可发生欠电位沉积,而在铅表面不能发生欠电位沉积.循环伏安实验结果与理论计算不一致:金电极析氢电位高不利于研究锰的还原沉积反应,没有发现锰的欠电位沉积现象;铅电极在MnCl2溶液中有锰的欠电位沉积现象.这种理论计算与电化学实验结果的差异,主要是因为理论计算没有考虑溶剂与阴离子特性吸附作用的影响,理论计算模型是电化学实验体系的一种理想模型.

关键词：锰欠电位沉积密度泛函计算循环伏安法

动态库仑法测定水果、疏菜、药物中微量抗坏血酸

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分析化学 1990年第3期18卷 260-262页

作者：魏子栋郭培植田家乐 712081 西北工业学院应化所西北工业学院应化所咸阳

本文提出一种新的测定抗坏血酸的方法——动态库仑法。该方法与测定抗坏血酸的标准方法,对大量样品的对照试验表明其结果相合。此外本文就测定过程中有关的问题做了较为深入的探讨。

关键词：库仑分析抗坏血酸