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电化学二氧化碳还原制甲酸催化剂的研究进展

化工进展 2023年第1期42卷 53-66页

作者：李喆李泽洋杨宇森卫敏北京化工大学化学学院化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

随着日益增长的能源需求,人类社会对于传统碳基化石能源过度依赖,不仅加速了地球上有限能源储备的消耗,还导致大气中二氧化碳(CO_(2))不断累积。如何对二氧化碳进行可持续的捕获再利用,实现高效的零碳网络循环,已成为人类亟需解决的重... 详细信息

随着日益增长的能源需求,人类社会对于传统碳基化石能源过度依赖,不仅加速了地球上有限能源储备的消耗,还导致大气中二氧化碳(CO_(2))不断累积。如何对二氧化碳进行可持续的捕获再利用,实现高效的零碳网络循环,已成为人类亟需解决的重大挑战之一。近年来,使用绿色可持续电力的电化学二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)生产增值化学品成为研究热点。本文首先介绍了CO_(2)RR的基本电化学反应原理;然后总结了电化学还原CO_(2)制备甲酸/甲酸盐的主要金属基催化剂,着重介绍了Bi、Sn、In三类金属基催化剂的设计调控策略;进一步概括了电化学相关的原位表征手段,分别介绍了原位光谱技术和原位X射线表征技术;最后对电催化二氧化碳还原研究领域的未来发展进行了展望。

关键词：二氧化碳电化学还原甲酸金属基催化剂原位表征

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高负载硫正极功能性黏结剂研究进展

科学通报 2019年第32期64卷 3285-3296页

作者：张力 Rashid Arif 李莎张桥保晏成林苏州大学能源学院苏州215006 苏州大学江苏省先进碳材料与可穿戴能源技术重点实验室苏州215006 厦门大学材料学院厦门361005 厦门大学化学化工学院厦门361005

锂硫电池是高能量密度二次电池的重要体系.但硫材料固有的绝缘属性以及硫正极在电化学循环中特殊的"固-液-固"反应历程,易导致材料利用率低、极化严重、溶解性多硫化锂"穿梭"以及剧烈体积变化等负面影响,造成高负载硫正极性能发挥和稳... 详细信息

锂硫电池是高能量密度二次电池的重要体系.但硫材料固有的绝缘属性以及硫正极在电化学循环中特殊的"固-液-固"反应历程,易导致材料利用率低、极化严重、溶解性多硫化锂"穿梭"以及剧烈体积变化等负面影响,造成高负载硫正极性能发挥和稳定循环的极大困难.近年来,作为非活性组分的黏结剂在锂硫电池中被赋予了丰富的功能,如有效捕捉溶解性多硫化锂以及维持电极/导电结构长期循环稳定性等,极大地推动了高负载硫正极的发展.本文从高负载硫正极用黏结剂的关键作用、研究现状、作用机制原位解析、现存挑战以及未来发展方向等方面,重点归纳和阐述近年来高负载硫正极用功能性黏结剂的重要研究进展.

关键词：锂硫电池高负载硫正极功能性黏结剂体积效用穿梭效应原位表征

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碳量子点缓蚀剂的缓蚀行为与机理研究

表面技术 2020年第11期49卷 13-23页

作者：岑宏宇陈振宇郭兴蓬华中科技大学化学与化工学院武汉430074 广州大学化学与化工学院广州510006

目的探究碳量子点对不同金属在不同工况下的缓蚀性能,分析其在溶液中的作用方式,并提出对金属的缓蚀机理模型,阐释其与传统缓蚀剂分子作用机制的差异。方法采用水热法制备碳量子点,使用质量损失挂片、电化学测试及表面分析手段,研究碳... 详细信息

目的探究碳量子点对不同金属在不同工况下的缓蚀性能,分析其在溶液中的作用方式,并提出对金属的缓蚀机理模型,阐释其与传统缓蚀剂分子作用机制的差异。方法采用水热法制备碳量子点,使用质量损失挂片、电化学测试及表面分析手段,研究碳量子点对碳钢和铝合金分别在饱和CO2盐溶液和盐酸溶液中的缓蚀性能。结果碳量子点对碳钢和铝合金的腐蚀具有明显的抑制作用,质量损失测试证实,当添加质量浓度分别为50 mg/L和5 mg/L时,缓蚀效率可对应达到93%和86%。另外,阳极极化曲线段均出现明显的脱附电位,证实碳量子点在电极表面存在明显的吸附过程。微观形貌表征揭示碳量子点在金属界面形成了厚度超过100 nm的纳米结构保护膜,从而提升了表面疏水性能。不同时间下的电化学阻抗谱测试和荧光显微观察结果表明,其在溶液中的缓蚀作用达到稳定所需时间明显长于传统的缓蚀剂,约为3 h。结论碳量子点是一种缓蚀性能优异的纳米材料缓蚀剂,独特的组成结构使其能在金属表面吸附或鳌合成膜,特殊的荧光性质为其吸附过程的原位表征提供来了新思路。

关键词：碳量子点碳钢铝合金 CO2腐蚀盐酸腐蚀原位表征

高压下混合卤化物钙钛矿CsPb(I_(x)Br_(1-x))_(3)纳米晶在激光诱导下的相分离行为

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高压物理学报 2024年第5期38卷 96-103页

作者：吴迪李娜娜刘炳炎关嘉怡李明涛闫立敏王碧涵董洪亮毛禺鈜杨文革北京高压科学研究中心上海201203 中国石油大学(华东)材料科学与工程学院山东青岛266580 北京理工大学物理学院北京100081 吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室吉林长春130012

混合卤化物类钙钛矿具有多种优异的光电特性,如随卤素成分变化而大范围可调的带隙、高荧光量子产率等,是制备太阳能电池和发光二极管等光电材料的理想候选材料。然而,混合卤化物钙钛矿的稳定性较差,如在强光照条件下会发生相分离,这种... 详细信息

混合卤化物类钙钛矿具有多种优异的光电特性,如随卤素成分变化而大范围可调的带隙、高荧光量子产率等,是制备太阳能电池和发光二极管等光电材料的理想候选材料。然而,混合卤化物钙钛矿的稳定性较差,如在强光照条件下会发生相分离,这种不稳定性阻碍了它们在光电领域的广泛应用,因此,研究其相分离的内在机理和控制方法对于改善其特性以实现实际应用至关重要。针对强激光照射下具有不同组分的CsPb(I_(x)Br_(1-x))_(3)纳米晶,系统研究了其激光诱导相分离随压强的变化,发现不同I/Br比例的CsPb(I_(x)Br_(1-x))_(3)纳米晶具有不同的激光诱导相分离特征:x<0.1的富溴样品随着激光照射而迅速产生CsPbBr3纯相,并实现较大的荧光量子产率增益;0.10.9低溴含量样品则只产生荧光峰宽化,并伴随荧光强度的快速降低。将CsPb(I_(x)Br_(1-x))_(3)纳米晶置于准静水压强环境中,观察到富溴样品和较多溴含量样品中的相分离随着压强的升高而迅速减缓,并在约0.1 GPa的较低压强下被极大程度地抑制,而低溴含量样品的相分离则随压强上升而增强。这些发现为理解和克服相关光电材料在强光工作环境中的应用问题提供了一种有效的解决途径。

关键词：压强调控激光诱导 CsPb(I_(x)Br_(1-x))_(3)相分离原位表征

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基于构效关系研究的石油炼制与化工催化剂表征技术进展

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石油学报（石油加工） 2024年第4期40卷 841-861页

作者：徐广通刘超文邱丽美中石化石油化工科学研究院有限公司石油化工分子转化与反应工程全国重点实验室北京100083

新型催化剂的研发模式正从过去以实验设计、试错为主向理论设计指导转变,基于催化剂组成结构信息与反应性能建立的构效关系是催化剂设计的重要基础。多种超高分辨电子显微技术、表面分析技术、核磁共振技术、光谱表征技术、基于同步辐... 详细信息

新型催化剂的研发模式正从过去以实验设计、试错为主向理论设计指导转变,基于催化剂组成结构信息与反应性能建立的构效关系是催化剂设计的重要基础。多种超高分辨电子显微技术、表面分析技术、核磁共振技术、光谱表征技术、基于同步辐射光源的高分辨谱学等技术为研究催化剂活性中心本质提供了重要手段。概述了近20年来催化剂表征技术的发展概况及构效关系的研究方法,重点介绍了原子尺度与原位表征技术的进展,以及表征技术在分子筛、加氢催化剂、重整和丙烷脱氢催化剂、脱硫吸附剂等典型催化剂研究中的应用情况,以期为研究人员更好地研究催化剂构效关系提供导引和启发。

关键词：催化剂原位表征构效关系石油炼制与化工

基于光学显微镜的锂离子电池材料老化衰减原位研究进展

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储能科学与技术 2023年第3期12卷 777-791页

作者：姚逸鸣栾伟玲陈莹孙敏华东理工大学机械与动力工程学院石化行业动力电池系统与安全重点实验室上海200237

先进锂离子电池的发展需要更高性能的电池材料或更优化的电池结构,深入了解电池材料的老化衰减机理是提高电池性能的前提。原位光学显微镜方法具有操作简便、原位反应池模拟环境真实,以及从介观到宏观的大范围尺度进行表征的特点,是目... 详细信息

先进锂离子电池的发展需要更高性能的电池材料或更优化的电池结构,深入了解电池材料的老化衰减机理是提高电池性能的前提。原位光学显微镜方法具有操作简便、原位反应池模拟环境真实,以及从介观到宏观的大范围尺度进行表征的特点,是目前最适合开展原位研究的表征方法。本文综述了原位光学显微镜方法在锂离子电池材料老化衰减方面的研究进展,介绍了原位光学显微镜方法中原位反应池的典型结构,阐述了该方法应用于锂离子浓度及其分布、析锂、电池材料体积膨胀与开裂和应力应变演化等方面的研究进展。最后,提出了原位光学显微镜方法在光学显微镜分辨率、原位反应池功能性、多表征方法联用以及先进图像处理和分析方法等方面的未来关注方向。

关键词：锂离子电池老化衰减光学显微镜原位表征

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单壁碳纳米管内腔中的分子行为

中国科学：化学 2022年第3期52卷 409-420页

作者：张则尧夏陈马雅吕敏李维红张奇涵李彦北京分子科学国家研究中心纳米器件物理与化学教育部重点实验室稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学化学与分子工程学院北京100871 北京大学工学院北京100871 北京大学深圳研究院深圳518057 深港产学研基地深圳518057

单壁碳纳米管可以作为纳米尺度的分子容器装填多种分子.结合高分辨透射电子显微镜的原位表征技术,将分子装填进入单壁碳纳米管的内腔中为在原子尺度研究分子的结构和化学性质提供了一种有效的策略.碳纳米管内腔的限域效应往往会驱使装... 详细信息

单壁碳纳米管可以作为纳米尺度的分子容器装填多种分子.结合高分辨透射电子显微镜的原位表征技术,将分子装填进入单壁碳纳米管的内腔中为在原子尺度研究分子的结构和化学性质提供了一种有效的策略.碳纳米管内腔的限域效应往往会驱使装填分子形成一些与体相中完全不同的全新结构,同时也经常会对化学反应的路径产生显著影响.碳纳米管还可以充当模板,影响内腔中化学反应的产物结构.本综述总结了装填分子在碳纳米管内腔中形成的独特结构、碳纳米管内腔中分子的化学反应研究以及装填分子与碳纳米管内壁之间的化学反应.

关键词：碳纳米管分子装填限域效应原位表征

表征手段在SAPO-34分子筛合成过程及晶化机理研究中的应用概述

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现代化工 2011年第S1期31卷 95-99,101页

作者：邢爱华薛云鹏李飞朱伟平中国神华煤制油化工有限公司北京研究院北京100011

介绍了SAPO-34分子筛合成过程及晶化机理研究所应用的典型表征方法,XRD、SEM、NMR、XRF等离线或原位表征技术在SAPO-34分子筛合成过程、晶化机理研究的应用,为凝胶制备过程和晶化过程液、固相化学组成、配位环境变化规律研究提供了强大... 详细信息

介绍了SAPO-34分子筛合成过程及晶化机理研究所应用的典型表征方法,XRD、SEM、NMR、XRF等离线或原位表征技术在SAPO-34分子筛合成过程、晶化机理研究的应用,为凝胶制备过程和晶化过程液、固相化学组成、配位环境变化规律研究提供了强大检测手段,为晶化机理的提出提供了数据支持,为实现分子筛的可控制备提供了可能。

关键词： SAPO-34分子筛 NMR XRD 原位表征配位环境

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高能量密度液流电池关键材料与先进表征

储能科学与技术 2024年第1期13卷 143-156页

作者：闫苏钟芳芳刘俊伟丁美贾传坤长沙理工大学能源与动力工程学院储能研究所湖南长沙410114 张家港德泰储能装备有限公司江苏苏州215627

氧化还原液流电池具有安全性能高、可深度充放电、设计灵活等优势,在大规模储能领域得到了广泛关注,是实现“双碳”目标的一种重要储能技术。然而,较低的能量密度限制了液流电池的应用前景,因此亟需开发高能量密度的液流电池体系。液流... 详细信息

氧化还原液流电池具有安全性能高、可深度充放电、设计灵活等优势,在大规模储能领域得到了广泛关注,是实现“双碳”目标的一种重要储能技术。然而,较低的能量密度限制了液流电池的应用前景,因此亟需开发高能量密度的液流电池体系。液流电池的能量密度取决于电池关键材料的性能,尤其是正、负极电解液中活性物质的溶解性和电解液的电化学活性。因此,液流电池关键材料的开发和性能表征是液流电池领域中的重要研究方向。本文综述了高能量密度液流电池的主要构建策略,着重讨论了多电子转移体系、提高活性物质溶解度、半固态流体电池和氧化还原靶向反应液流电池四种提升电池能量密度的方法,并介绍了当前液流电池领域中的先进原位表征技术,包括原位拉曼光谱、原位紫外-可见吸收光谱、原位红外光谱和原位核磁共振技术。本文总结了高能量密度液流电池关键材料的研究进展,明确了原位表征技术在揭示复杂电化学反应机理中的重要作用,并对高能量密度液流电池的应用场景进行了展望。

关键词：电化学储能技术液流电池能量密度原位表征