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Boost oxygen reduction reaction performance by tuning the active sites in Fe-N-P-C catalysts

Journal of Energy Chemistry 2021年第4期30卷 572-579页

作者： Yahao Li ketao zang Xuezhi Duan Jun Luo De Chen Department of Chemical Engineering Norwegian University of Science and TechnologyN-7491 TrondheimNorway State Key Laboratory of Silicon Materials Key Laboratory of Advanced Materials and Applications for Batteries of Zhejiang Provinceand Department of Materials Science and EngineeringZhejiang UniversityHangzhou 310027ZhejiangChina State Key Laboratory of Chemical Engineering East China University of Science and TechnologyShanghai 200237China Center for Electron Microscopy and Tianjin Key Lab of Advanced Functional Porous Materials Institute for New Energy Materials&Low-Carbon TechnologiesSchool of MaterialsTianjin University of TechnologyTianjin 300384China

Cost-effective atomically dispersed Fe-N-P-C complex catalysts are promising to catalyze the oxygen reduction reaction(ORR)and replace Pt catalysts in fuel cells and metal-air ***,it remains a challenge to increase the number of atomically dispersed active sites on these *** we report a highly efficient impregnation-pyrolysis method to prepare effective ORR electrocatalysts with large amount of atomically dispersed Fe active sites from *** types of active catalyst centers were identified,namely atomically dispersed Fe sites and Fe_(x)P *** ORR rate of the atomically dispersed Fe sites is three orders of magnitude higher than it of Fe_(x)P particles.A linear correlation between the amount of the atomically dispersed Fe and the ORR activity was obtained,revealing the major contribution of the atomically dispersed Fe to the ORR *** number of atomically dispersed Fe increases as the Fe loading increased and reaching the maximum at 1.86 wt%Fe,resulting in the maximum ORR *** Fe-N-P-C complex catalyst was used as the cathode catalyst in a homemade Zn-air battery and good performance of an energy density of 771 Wh kgZn^(-1),a power density of 92.9 m W cm^(-2) at 137 m A cm^(-2) and an excellent durability were exhibited.

关键词： Oxygen reduction reaction Fe electrocatalyst Atomically dispersed active center Activity tuning Zn-air battery

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Synthesis of layered double hydroxides/graphene oxide nanocomposite as a novel high-temperature CO_2 adsorbent

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Journal of Energy Chemistry 2015年第2期24卷 127-137页

作者： Junya Wang Xueyi Mei Liang Huang Qianwen Zheng Yaqian Qiao ketao zang Shengcheng Mao Ruoyan Yang Zhang Zhang Yanshan Gao Zhanhu Guo Zhanggen Huang Qiang Wang College of Environmental Science and Engineering Beijing Forestry University Institute of Microstructure and Property of Advanced Materials Beijing University of Technology Integrated Composites Laboratory Dan F Smith Department of Chemical Engineering Lamar University State Key Laboratory of Coal Conversion Institute of Coal Chemistry Chinese Academy of Sciences

In this contribution, a novel high-temperature CO_2 adsorbent consisting of Mg-Al layered double hydroxide （LDH） and graphene oxide （GO） nanosheets was prepared and evaluated. The nanocomposite-type adsorbent was synthesized based on the electrostatically driven self-assembly between positively charged Mg-Al LDH single sheet and negatively charged GO monolayer. The characteristics of this novel adsorbent were investigated using XRD, FE-SEM, HRTEM, FT-IR, BET and TGA. The results showed that both the CO_2 adsorption capacity and the multi- cycle stability of LDH were increased with the addition of GO owing to the enhanced particle dispersion and stabilization. In particular, the absolute CO_2 capture capacity of LDH was increased by more than twice by adding 6.54 wt% GO as support. GO appeared to be especially effective for supporting LDH sheets. Moreover, the CO_2 capture capacity of the adsorbent could be further increased by doping with 15 wt% K_2CO_3. This work demonstrated a new approach for the preparation of LDH-based hybrid-type adsorbents for CO2 capture.

关键词： C0_2 capture global warming graphene oxide hybrid materials recycling

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纳米尺寸NiTi多晶微带中马氏体相变的原位透射电子显微镜研究

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电子显微学报 2014年第4期33卷 300-305页

作者：王晓冬李海鑫臧科涛毛圣成张泽韩晓东北京工业大学固体微结构与性能研究所北京100124 中国人民武装警察部队学院基础部河北廊坊065000 浙江大学材料科学与工程学系浙江大学电子显微镜中心浙江杭州310027

纳米尺寸NiTi合金中的马氏体相变行为决定了其在微纳尺度的应用。利用透射电镜(TEM)对拉伸变形NiTi微带中的马氏体相变行为进行了原位研究。发现当应变达到0.9%时,马氏体首先在取向择优的晶粒内形核、长大和扩展。继续拉伸样品至断裂(... 详细信息

纳米尺寸NiTi合金中的马氏体相变行为决定了其在微纳尺度的应用。利用透射电镜(TEM)对拉伸变形NiTi微带中的马氏体相变行为进行了原位研究。发现当应变达到0.9%时,马氏体首先在取向择优的晶粒内形核、长大和扩展。继续拉伸样品至断裂(应变为5.2%),相邻取向不择优的晶粒内没有观察到马氏体形核。由于NiTi微带包含不容易发生马氏体相变的晶粒,且发生相变的晶粒内应力集中,导致其断裂应变远小于块体样品的断裂应变。实验结果说明当将NiTi合金应用于微纳尺度时需充分考虑纳米尺寸材料中的马氏体相变行为及其力学性能的影响。

关键词： NiTi合金原位TEM 纳米尺寸应力诱发马氏体相变

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纯钛孪生变形行为的原位EBSD研究

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电子显微学报 2015年第5期34卷 409-415页

作者：唐旭毛圣成臧科涛郭振玺王丽吉元张泽韩晓东北京工业大学固体微结构与性能研究所北京100124 浙江大学电子显微镜中心材料科学与工程学院硅材料国家重点实验室浙江杭州310027

本文利用原位EBSD技术研究了多晶纯钛在拉伸变形过程中的孪生变形行为。在0％～7.1％变形阶段，形成的孪晶为｛1122｝一次孪晶，当变形增加至16.4％时，在｛1122｝一次孪晶内形成｛1012｝二次孪晶。通过计算应力方向与晶体C轴夹角，判... 详细信息

本文利用原位EBSD技术研究了多晶纯钛在拉伸变形过程中的孪生变形行为。在0％～7.1％变形阶段，形成的孪晶为｛1122｝一次孪晶，当变形增加至16.4％时，在｛1122｝一次孪晶内形成｛1012｝二次孪晶。通过计算应力方向与晶体C轴夹角，判断出容易出现｛1122｝压缩孪晶和｛1012｝拉伸孪晶，理论计算得到的结果与实验结果一致。孪晶的形核位置为与周围相邻晶粒取向差最大的晶界处，即高角度晶界处，这为多晶材料的塑性变形模拟提供了实验参考。

关键词：纯钛孪生原位EBSD 密排六方

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