检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

复合铋膜电极阳极溶出法测定水样中的痕量铟

分析试验室 2010年第1期29卷 47-50页

作者：杨海青彭波王伟峰杨梅霞潘玉莹马永钧西北师范大学化学化工学院甘肃省高分子材料重点实验室兰州730070

在玻碳电极上采用电化学沉积法制备了新型铕离子掺杂普鲁士蓝复合铋膜电极,建立了用示差脉冲阳极溶出法测定环境水样中痕量铟的分析方法。讨论了铟在常规铋膜电极和复合铋膜电极上的溶出性能,对铋膜的厚度、支持电解质、测定底液的pH、... 详细信息

在玻碳电极上采用电化学沉积法制备了新型铕离子掺杂普鲁士蓝复合铋膜电极,建立了用示差脉冲阳极溶出法测定环境水样中痕量铟的分析方法。讨论了铟在常规铋膜电极和复合铋膜电极上的溶出性能,对铋膜的厚度、支持电解质、测定底液的pH、富集时间和富集电位等参数进行了优化。在最佳实验条件下,铟的阳极溶出峰电流与其浓度在2～20μg/L和20～100μg/L范围内分别呈良好的线性关系,检测下限为0.15μg/L（S/N=3）,相对标准偏差RSD〈2.0%。该法用于实际水样中痕量铟的测定,样品回收率为97.5%～103%。

关键词：复合铋膜电极阳极溶出伏安法铟的测定类普鲁士蓝

基于杂原子调节的钴基金属材料的制备及其在析氧反应中的应用

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于杂原子调节的钴基金属材料的制备及其在析氧反应中的应用

作者：杨羽娴西南大学

学位级别：硕士

随着全球经济的高速发展,化石燃料的逐渐消耗和碳排放量的剧烈增加,全球能源匮乏和环境污染问题日益突显,人类对于优质燃料的需求日益增加。氢能作为能量密度高、燃烧产物无污染且储量丰富的理想清洁能源,已引起科研工作者的广泛关注。... 详细信息

随着全球经济的高速发展,化石燃料的逐渐消耗和碳排放量的剧烈增加,全球能源匮乏和环境污染问题日益突显,人类对于优质燃料的需求日益增加。氢能作为能量密度高、燃烧产物无污染且储量丰富的理想清洁能源,已引起科研工作者的广泛关注。其中,电催化水裂解制氢便是获得氢能的一种重要途径。电催化水裂解反应是由两个电极上分别发生的半反应组合而成的,即在阴极发生的氢气析出反应(HER)和阳极发生的氧气析出反应(OER),而电解水反应的发生通常需要电催化剂在低的电位下产生高极化电流密度。目前电解水反应的主要障碍,是电子转移过程中缓慢的反应动力学和过大的电势需求。现阶段,商业公认的性能良好的电解水催化剂中,铂(Pt)与铂基催化剂在析氢方向表现最为优异,而析氧方向则是钌(Ru)、铱(Ir)基氧化物催化剂表现良好。然而这些贵金属催化剂因受限于其地球储量少、经济成本高昂且电化学性能不够稳定而无法得到大规模的实际生产应用。因此,设计开发具有高催化活性、地球储量丰富且稳定的双功能非贵金属基电催化材料变得尤为重要。在众多文献报道过的催化剂中,基于过渡金属的催化剂(包括磷化物、硫化物、硒化物、硼化物、氮化物、碳化物、氢氧化物等)已被证明有可能在未来成为电催化水裂解反应的电极替代品。本论文基于钴基非贵金属纳米材料的杂原子掺入与原位氮化等方法对其组分和形貌进行调控,制备系列电解水催化剂,并对其电催化裂解水的性能进行探究。主要内容如下:1.类普鲁士蓝衍生的Co Fe-B纳米立方体作析氧反应高效电催化剂由于Co Fe-PBA材料可通过调节其化学组成和控制三维微观结构实现电催化性能的提升,因此通过高温反应可使其转化为具有超薄纳米片包裹纳米立方结构的Co Fe-B纳米材料。具有大比表面积和丰富的催化活性位点的Co Fe-B纳米立方体被用作析氧反应(OER)高效稳定的电催化剂,并在1.0 M KOH电解质溶液中表现出优良的电催化性能。OER反应中,当电流密度分别达到10和200 m A cm时,Co Fe-B纳米立方体所需的过电位仅分别为261和338 m V,同时它的塔菲尔斜率仅有61 m V dec。与此同时,Co Fe-B纳米材料表现出比电化学析氧反应商用催化剂Ru O更优异的电催化活性和持久的稳定性。2.金属铜调节的钴基纳米材料用于高效电催化析氧反应本工作将负载于泡沫镍基底上的铜调节生长的氢氧化钴前驱体放置于下游,经管式炉上游高温氟化铵作用后,形成了具有丰富的催化活性位点的Cu-CoFN针状纳米材料用作高效析氧反应(OER)电催化剂。通过探究铜用量对钴基纳米针状材料OER催化性能的影响得出Cu-CoFN-0.05材料为性能最优的催化剂。在电流密度分别达到50和400 m A cm时,Cu-CoFN-0.05所需的过电位仅分别需要202和241 m V,塔菲尔斜率为42 m V dec。结果表明,采用该方法可成功制备Cu-CoFN纳米针状材料并使其表现出良好的析氧性能。

关键词：类普鲁士蓝钴基金属化合物析氧反应

异质金属掺杂过渡金属（Fe，Co，Ni）化合物的制备及其电化学性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

异质金属掺杂过渡金属（Fe，Co，Ni）化合物的制备及其电化学性能...

作者：刘佩青岛科技大学

学位级别：硕士

日益增长的能源需求和有限的化石能源储备,以及逐渐严重的生态问题,使得开发清洁可再生能源备受关注。在目前发现和开发的众多可持续能源中,太阳能、风能和潮汐能虽然储量丰富,但其间歇性和不平衡性使得需要开发储能/转换系统。氢能资... 详细信息

日益增长的能源需求和有限的化石能源储备,以及逐渐严重的生态问题,使得开发清洁可再生能源备受关注。在目前发现和开发的众多可持续能源中,太阳能、风能和潮汐能虽然储量丰富,但其间歇性和不平衡性使得需要开发储能/转换系统。氢能资源分布广、易存储、燃烧产物无杂质而且能量密度高,是未来最具有开发潜力的能源之一。电化学水分解是将电能转化为高能量密度氢燃料的一种很有前途的技术,具有高输出和零碳排放的优点,同时可以与其他可再生能源灵活联合使用,将这些可再生能源以化学能的形式存储起来。因此电化学水分解是一种十分理想的可持续清洁能源生产技术。电解水反应包括两个半反应:阴极的析氢反应(HER)和阳极的析氧反应(OER)。为了能够有效地催化水分解反应,阴极和阳极都需要高效稳定的电催化剂,然而Pt和Ru/Ir基贵金属材料是目前用于水裂解最先进的电催化剂,但它们的应用仍然受到价格昂贵、储量少的限制。因此,通过生态友好的合成策略设计低成本、高效的电催化剂是非常有必要而且充满挑战的。本论文主要针对高效、廉价、稳定的电解水催化剂,通过元素掺杂、形貌构筑、材料复合等技术设计具有良好催化活性的电催化剂。并进行相应的机理探讨,主要包括以下三个工作:1)首次选择了具有4f电子的Ce和N作为客体原子掺杂到CoP纳米棒阵列的主体催化剂中。Ce和N共掺杂显著改善了CoP的内在催化活性和动力学。材料在所有pH条件下都具有高效稳定的析氢性能。这种催化性能使Ce、N共掺杂的CoP纳米棒阵列成为备受期待的全pH耐受催化剂。2)通过低温氟化的方法对前驱体CoFe-PBA/CC进行刻蚀,形成面心内陷结构的CoFeF立方体,缩短电荷之间的转移路径,提高反应动力学。在碱性介质中,作为OER催化剂表现出优异的催化性能。3)通过气相沉淀法制备了在导电碳布上生长良好的ZIF67/CC。然后通过低温磷化的方法形成CoP-CoP/CC,材料在HER和OER过程中均表现出优秀的电催化性能,而且作为双功能催化剂用于整体水分解反应时,也表现出良好的催化性能和稳定性。

关键词：电解水过渡金属催化剂自模板法 MOFs 类普鲁士蓝

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

Fe基PBA材料在电化学中的应用

Fe基PBA材料在电化学中的应用

作者：王佳佳新疆大学

学位级别：硕士

类普鲁士蓝(PBA)是一类以MM(M=Co、Ni、Fe…)作为金属离子与氰基阴离子(CN)配位的金属-有机骨架化合物(MOF)材料。PBA具有结构稳定、密度低、易掺杂、电化学活性较好等特点,被广泛应用于电化学催化、电化学检测、光催化降解、电池电极... 详细信息

类普鲁士蓝(PBA)是一类以MM(M=Co、Ni、Fe…)作为金属离子与氰基阴离子(CN)配位的金属-有机骨架化合物(MOF)材料。PBA具有结构稳定、密度低、易掺杂、电化学活性较好等特点,被广泛应用于电化学催化、电化学检测、光催化降解、电池电极材料等领域。本论文以Fe为中心原子(M),Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)为配位金属离子(M)所构成的Fe基PBA具有独特的电子结构且配位稳定数较高等特点,考察了其应用于阴、阳离子有机染料电化学降解,苯二酚异构体的电化学检测及高盐条件下的金属防腐的可行性。具体工作如下:(1)采用共沉淀法分别制备了Co[Fe(CN)]、Ni[Fe(CN)]、Ni[CoFe(CN)]三种PBA MOF材料(简称Co-Fe PBA、Ni-Fe PBA、Ni-Co-Fe PBA);同时采用水热法制备了Fe[Fe(CN)] PBA(简称Fe-Fe PBA)。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、能量色散光谱(EDS)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段对这四种MOF材料的表面形貌、晶体结构等进行表征。结果表明Co-Fe PBA和Ni-Fe PBA均具有规则的纳米立方体结构,粒径约为200 nm,Ni-Co-Fe PBA和Fe-Fe PBA具有不规则的立方体结构,但结晶度均较好。(2)采用恒电流法考察了直接在溶液中加入/不加PBA材料对阳离子染料亚甲基蓝(MB)和阴离子染料甲基橙(MO)的电催化降解行为。系统考察了催化剂类型、催化剂的量、电流、支持电解质溶液的种类及电解液浓度等对染料降解的影响。发现在0.1 mol·L NaCl电解质溶液,加20 mA恒电流20 min,Co-Fe PBA催化性能最高,对MB(100 mg·L)降解可以实现0.98的降解率。加10 mA恒电流20 min,Fe-Fe PBA对MO(100 mg·L)可实现0.96的降解率。最优催化剂加入量对MB为30 mg,对MO为20 mg。采用UPLC-MS技术对降解产物进行了分析,发现MB和MO均降解为小分子化合物,推测最终再降解为CO和HO,有效避免了二次污染的发生。结果表明4种MOF材料对阴、阳离子染料降解均表现较高的催化活性。对最佳催化剂连续重复使用5次后,对MB和MO的降解率仍大于0.90。(3)以Ni-Fe PBA为前驱体制备了金属氧化物NiO-NiFeO,与氧化石墨烯(rGO)进行掺杂,采用“滴涂法”通过Nafion将其固定于玻碳电极表面,制得NiO-NiFeO/rGO@GCE电化学修饰电极(CME)。采用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)和电化学阻抗(EIS)等方法对修饰电极进行电化学性能的研究。结果表明修饰电极后,电极表面粗糙度大幅度增加,较GCE有效活性面积增加2.5倍,电子传质速率也得到显著增强。该电极对对苯二酚(HQ)和邻苯二酚(CC)均表现出较高的灵敏度、较低的检测限和较宽的检测范围,对HQ和CC的检测范围分别为10000μM和1000μM,最低检测限分别为2.5μM和1.9μM。并可应用于HQ和CC的同时检测。三水平加标回收率实验结果表明,HQ和CC平均回收率为98.7%36%,RSD<2.58%(n=3)。方法的可靠性和准确性通过HPLC得以验证。(4)首先,以支化聚乙烯亚胺(bPEI)和聚丙烯酸(PAA)为原料,采用层层自组装技术于铜片表面制备(聚乙烯亚胺/聚丙烯酸)((bPEI/PAA))多层膜。采用EIS、TAFEL、CV等电化学方法及SEM探究了在高盐(500 mM NaCl)溶液中该涂层的金属防腐性能和自修复性能。相对纯铜片,组装涂层后电阻值增大了1倍,这意味着(bPEI/PAA)多层膜涂层具有一定的防腐性能。将之置于高盐溶液中浸泡15天后,膜结构依然保持完整,阻抗变化值ΔR仅为58Ω·cm,较纯铜片(ΔR=736Ω·cm)小了一个数量级。证实该涂层能有效保护Cu片在高盐环境下不被腐蚀。自修复性能测试表明,在高盐环境中浸泡1小时即可完全修复50μm宽的划痕。进一步说明该涂层在金属防腐方面具有较大优势,可有效延长Cu板的使用寿命,减少成本。在此基础上,将Ni-Fe PBA组装进(bPEI/PAA)聚合物多层膜中,考察涂层中引入PBA材料对铜防腐性能的影响。结果表明当bPEI和PAA溶液中均分散有Ni-Fe PBA时,组装的多层膜阻抗值(1.12×10Ω·cm)较bPEI/PAA涂层(7.1×10Ω·cm)有了显著提升。浸泡7天后,R没有下降,反而上升,抑制效果100%,保护效率76.67%。上述实验结果证实Ni-Fe PBA的引入,可进一步增强bPEI/PAA多层膜涂层的金属防腐能力,为进一步拓展PBA MOF材料的应用范围提供了依据。

关键词：类普鲁士蓝金属-有机骨架化合物电催化降解电化学检测金属防腐

碳载钴基复合材料的制备及其在超级电容器中的应用研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

碳载钴基复合材料的制备及其在超级电容器中的应用研究

作者：朱磊东北大学

学位级别：硕士

近年来,随着电子设备及大型用电器的发展,对储能器件的要求越来越高,普通的电容器和传统蓄电池已经不能满足其能量需求,超级电容器作为一种新型的储能器件,在满足功率密度高、充放电速率快的同时,还具有轻质、成本低及环境友好等优点,... 详细信息

近年来,随着电子设备及大型用电器的发展,对储能器件的要求越来越高,普通的电容器和传统蓄电池已经不能满足其能量需求,超级电容器作为一种新型的储能器件,在满足功率密度高、充放电速率快的同时,还具有轻质、成本低及环境友好等优点,具有无可代替的优越性,成为了目前研究的热点。电极材料的组成和结构直接决定超级电容器的能量存储性能。因此,本论文通过将双电层电容与赝电容相结合的实验设计,制备新的超级电容器材料,并以此为前驱物制备碳载类普鲁士蓝电极材料。本文的主要内容如下:第一部分主要介绍了超级电容器的定义、原理、种类、目前研究成果、发展现状和存在问题,并对普鲁士蓝材料的定义、制备、性质及应用进行了简单的介绍。第二部分主要进行了金属Co修饰的二维碳纳米片(C/Co)电极材料的制备及性能测试。我们通过一系列实验条件的优化制备出类似花瓣状的片层电极材料,对所制备材料的形貌、电化学储能行为进行考察。该材料在10 mV/s扫速下具有813.6 F/g的比电容,通过Trasatti法计算出其中的双电层电容与赝电容贡献率分别为20.2%和79.8%。第三部分主要进行了碳载类普鲁士蓝材料的制备及电化学性能测试。以第二部分中制备的金属Co修饰的二维碳纳米片的Co为源,通过加入铁氰化钾和盐酸,在碳层上原位生长了类普鲁士蓝材料——铁氰合钴酸钾。该材料在中性的Li2SO4电解液中具有较好的电化学行为,电位窗口为0-1.0V(***/AgCl电极),在10 mV/s扫速时比电容为322.9 F/g。由于锂离子可以在其晶格中进行嵌入—脱嵌过程,该材料在锂离子电容器和电池中具有潜在的应用前景。

关键词：超级电容器钴基材料类普鲁士蓝锂离子能量存储

一维复合纳米材料的可控制备及其电催化氧析出性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

一维复合纳米材料的可控制备及其电催化氧析出性能研究

作者：朱斌深圳大学

学位级别：硕士

伴随人类日益增长的能源需求,电解水作为一种绿色可持续技术,是实现高效能量转化最有前景的途径之一。作为电解水的一个半反应,氧析出反应(OER)涉及多重质子耦合和多电子转移过程,导致缓慢的氧气释放动力学和热力学过程,需要更高的过电... 详细信息

伴随人类日益增长的能源需求,电解水作为一种绿色可持续技术,是实现高效能量转化最有前景的途径之一。作为电解水的一个半反应,氧析出反应(OER)涉及多重质子耦合和多电子转移过程,导致缓慢的氧气释放动力学和热力学过程,需要更高的过电位来加速反应。因此,制备高活性和低成本的OER电催化剂是解决上述问题的关键。一维(1D)纳米线具有高比表面和高长径比的独特优势,其作为模板材料具有较高的均一分散性,因此在其表面构建多维材料(比如二维材料LDH等),并通过组分调控、结构设计和元素掺杂等方法构建更多有效的活性位点。基于此,在一维材料上构建多维材料作为氧析出和尿素氧化反应催化剂。主要研究内容如下:1.设计合成一种基于银纳米线(AgNWs)构建片层状镍铁水滑石纳米阵列(NiFe-LDH/Ag),并通过一步煅烧制备具有均匀结构的镍铁氧化物/银纳米阵列催化剂(NiFe-O/Ag)。TEM和XPS结果均表明在NiFe-O/Ag催化剂中存在金属Ag和NiFe-O异质界面。在此,我们首次证明了金属Ag和NiFe氧化物在层状纳米阵列上的异质界面促进了纳米阵列中的电荷转移,优化了NiFe氧化物的电子结构,从而大幅提高OER活性。此外,由于有利的分层结构和独特的异质界面,NiFe-O/Ag电催化剂在10 mA cm电流密度下显示出265 mV较小的过电位,Tafel斜率为47 mV dec,在1 M KOH溶液中,在进行30小时的稳定性测试后,保持良好的稳定性,优于商业RuO和大多数OER电催化剂。2.通过共沉淀法在铜纳米线(CuNWs)表面原位生长钴-钴普鲁士蓝(CoCo-PBAs)得到二者的复合物(CoCo-PBAs/CuNWs)。再经两步煅烧制备含有纳米粒子相互连接的磷掺杂纳米管(P-CoO-CuO/Cu-NTs);P-CoO-CuO/Cu-NTs催化剂三维结构不仅有利于活性位点的暴露,而且有利于电解质的迁移,从而大幅提升催化剂的OER性能。此外,电化学测试和理论计算均表明,磷掺杂是优化氧化钴(CoO)电子结构的一种有效方法,能够提高CoO的电导率,促进析氧反应过程中活性物种CoOOH的原位形成。结果表明,P-CoO-CuO/Cu-NTs催化剂在10 mA cm电流密度处具有较低的过电位:261mV和203 mV的OER和尿素氧化反应性能,性能优于大多数非贵金属电催化剂和贵金属RuO。因此,P-CoO-CuO/Cu-NTs是一种很有发展前景的高效电催化剂。

关键词：电解水析氧反应尿素氧化层状双金属氢氧化物(LDHs) 类普鲁士蓝电催化

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于镍基金属有机框架开发高效析氧电催化剂

基于镍基金属有机框架开发高效析氧电催化剂

作者：余忠圆厦门大学

学位级别：硕士

将电解水制氢技术与其他的清洁能源发电技术联用能够实现无污染的将其他的清洁能源转化为氢能并进行存储,而廉价高效的电催化剂是实现这一技术产业化的关键。由于过程中所涉及的中间产物、步骤以及转移的电子数更多,析氧反应在动力学上... 详细信息

将电解水制氢技术与其他的清洁能源发电技术联用能够实现无污染的将其他的清洁能源转化为氢能并进行存储,而廉价高效的电催化剂是实现这一技术产业化的关键。由于过程中所涉及的中间产物、步骤以及转移的电子数更多,析氧反应在动力学上要比析氢反应更加缓慢。因此,利用廉价易得的材料开发具有高催化活性和稳定性的析氧反应电催化剂显得尤为重要。改性后的金属有机框架(MOF)在高温下所衍生的多孔碳基金属及其化合物材料能够拥有良好的分散性、导电性、催化活性和稳定性,非常适合作为析氧反应电催化剂材料。基于上述目的,本论文在第三章和第四章分别通过杂多酸掺杂和双MOF杂化的方法对镍基MOF进行了改性,探究了这两种方法对形貌、结构和电化学性能的影响,然后在第五章中将这两种方法进行结合,通过合理的设计成功地将它们的优点结合起来并互相弥补缺陷,从而基于镍基金属有机框架制备出了具有优异析氧催化性能的材料。具体研究内容如下:(1)利用溶剂热的方法将磷钼酸掺入镍基MOF中制得前驱体,然后将其在空气中进行热处理从而合成出NiMoO4空心微米球。结果表明掺入适量的磷钼酸有助于衍生物中形成Ni、Mo双金属氧化物,Mo的结合能够调节作为活性位点的Ni的电子结构,从而极大的提高其催化活性,但会导致总体的电荷传递性能减弱,并且颗粒尺寸也会发生变化。(2)通过超声在镍基MOF表面掺入钴离子,然后使其与2-甲基咪唑配位,从而制备出Ni-BTCO@ZIF-67双MOF的杂化结构,然后将其作为前驱体在空气中高温热处理以转化为相应的衍生物NiO-Co3O4@NC杂化材料。镍基MOF衍生的NiO八面体作为基底很好的缓解了 ZIF-67衍生的纳米尺寸的Co3O4@NC的团聚,促进了活性位点的暴露;但这种杂化方法的效果非常依赖于两种金属有机框架之间尺寸和形貌的匹配性,否则生长将会极度的不均匀。(3)结合前两章的改性方法,我通过溶剂热一步合成出纳米片堆积而成的四水合钼酸铵掺杂的镍基MOF空心微米球。然后将其作为镍源浸泡在铁氰化钾溶液中原位生长NiFe类普鲁士蓝(PBA),从而制得前驱体NiMoBTC@PBA。最后,通过将其在还原性气氛中置于不同温度下热处理制得NiMoFe@NCx三金属析氧反应催化剂。结果表明,衍生物NiMoFe@NC600在低电流密度下表现出了很好的析氧反应催化性能,仅需254 mV的过电位便能达到10 mA·cm-2的电流密度,而NiMoFe@NC700则是在高电流密度下表现的更好(仅需360 mV的过电位便能达到50 mA·cm-2的电流密度),并且其Tafel斜率仅为65 mV dec-1,这些表现都要好于贵金属氧化物材料IrO2,同时也表现出了不错的稳定性,经过11小时的恒压测试电流密度几乎没有下降。

关键词：金属有机框架杂多酸杂化结构类普鲁士蓝析氧反应

CoFe-PBA衍生过渡金属基纳米材料的电化学性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

CoFe-PBA衍生过渡金属基纳米材料的电化学性能研究

作者：蔡平伟南昌航空大学

学位级别：硕士

类普鲁士蓝(PBA)是人类很早就报道的一种有机配合物。其合成方法简便,比表面积大,孔径分布多样性,使得其在电催化产氧,钠离子电池和气体存储方面有着广泛的应用。但是其性能还是受导电性差和活性位点少限制。因此,我们以PBA为模板,通过... 详细信息

类普鲁士蓝(PBA)是人类很早就报道的一种有机配合物。其合成方法简便,比表面积大,孔径分布多样性,使得其在电催化产氧,钠离子电池和气体存储方面有着广泛的应用。但是其性能还是受导电性差和活性位点少限制。因此,我们以PBA为模板,通过不同的处理方式使得其衍生物具有更优异的电催化性能,主要工作如下:(1)我们提出了一种简便的阴离子交换法来合成氧掺杂的非晶硫化钴多孔纳米立方(A-CoSOPNCs)。阴离子交换反应使得材料形成具有大量缺陷位点的多孔结构。此外,A-CoSOPNCs更加趋向于形成更多的悬空键,同时将氧引入到CoS基质里面,大大增强了对氧的吸附能,使之能在较低的电压下驱动产氧反应的发生。在中性条件下,A-CoSOPNCs在1.8 V的电压下能达到4.59 m A cm的电流密度,在碱性条件下,1.52 V的电压能够提供10mAcm的电流密度。(2)我们通过在氩气中热解CoFe-PBA,得到了氮掺杂的碳包覆FeCo合金纳米粒子。在热解过程中,CoFe-PBA中的氰根离子同时提供碳源和氮源,形成氮掺杂碳,并且发生合金化反应生成Fe Co合金纳米粒子,得到核壳结构的纳米粒子(FeCo@NC)。根据一系列的电化学测试,实验合成的FeCo@NC能作为双功能催化剂能同时催化OER和ORR,在碱性条件下表现出良好的催化活性和稳定性:产氧起始电位1.45V,传递10 m A cm的电流密度所需电压为1.49 V,塔菲尔斜率62 m V dec;氧还原起始电位0.94 V,半峰电位0.8 V。这些参数与贵金属基催化剂相当,使得它有可能应用于可再生能源装置中,特别是锌-空气电池。

关键词：类普鲁士蓝过渡金属电催化锌-空气电池

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

硅基光电化学过氧化氢传感电极的研究

硅基光电化学过氧化氢传感电极的研究

作者：班彦萍山东师范大学

学位级别：硕士

光电化学传感器是基于物质的光电转换特性确定待测物浓度的一类检测装置。在分析检测和识别生物分子方面展现了独特的优越性和广阔的应用前景。过氧化氢(HO)在食品工业、临床应用、环境分析等领域有着广泛的应用。发展可靠、灵敏、快速... 详细信息

光电化学传感器是基于物质的光电转换特性确定待测物浓度的一类检测装置。在分析检测和识别生物分子方面展现了独特的优越性和广阔的应用前景。过氧化氢(HO)在食品工业、临床应用、环境分析等领域有着广泛的应用。发展可靠、灵敏、快速、低成本的HO检测方法具有重要的实际意义。普鲁士蓝及其类似物(MHCF)，具有较高的电化学可逆性，用作电子传递的媒介，可降低氧化还原物质特别是过氧化物电化学反应的过电位，在较低的电位下能加速电子的传递，对HO的电催化氧化-还原具有高度的选择性和高效性而被誉为“人工过氧化物酶”。本文主要探讨了两种硅基(n-n-Si和n-Si)的光电极。通过真空蒸镀的方法分别在n-n-Si、n-Si表面修饰Pt、Ni、Pt-Ni合金的金属膜后作为基体电极，在镀金属薄膜的表面再修饰普鲁士蓝或铁氰化镍薄膜形成复合光电极。实验采用两电极体系，以复合光电极与铂电导电极构成两电极体系，在0 V偏置电压，50 W卤钨灯照射下，考察该体系对HO的电流响应。实验结果表明该传感器对HO有良好的传感性能。值得注意的是，这种两电极体系检测HO，免除了使用参比电极带来的离子污染和操作不便，更有利于实现生物传感器的微型化。实验研究包括以下内容： 1.普鲁士蓝修饰n-n-Si光电极对HO传感性能过氧化氢的无酶传感能克服酶所固有的稳定性不佳、易失活、成本高、在电极表面容易脱落等缺点。基于硅基底研究了一种新型的过氧化氢无酶传感器。采用n-n-Si型硅(111)表面沉积约40 nm厚的金属Pt膜作为基底电极，用循环伏安法在此基底电极上修饰一层晶蓝色普鲁士蓝薄膜后作为光电极，与Pt电导电极构成两电极体系。在0 V偏置电压和50 W卤钨灯照射下，考察了该光电系统对HO的电流响应，检测限为1.67×10M。对这种新型过氧化氢传感器的工作原理做了初步探讨与分析。实验结果表明该传感器对HO有优良的传感性能。 2.普鲁士蓝/不同金属膜/n-Si型硅HO的电化学传感抛光的n-Si(111)表面分别真空蒸镀约50 nm厚的Ni、Pt-Ni合金两种不同的金属膜。再分别用循环伏安、恒电位沉积的方法在不同的基体电极上修饰PB，做成两种不同的传感电极。考察了上述两种电极体系对光照和HO的响应程度。实验结果表明，PB/Ni/n-Si修饰电极对光照有较好响应，且在pH 6.50的磷酸缓冲溶液中对HO有较好的电催化活性。以PB/Ni/n-Si修饰电极与Pt电导电极构成两电极体系体系，0 V偏压，50 W卤钨灯照射下，该传感器电流随HO浓度的增大，还原电流在不断的增大，说明对HO有一定的光电化学响应。 3. Pt/n-n-Si电极上化学沉积铁氰化镍(NiHCF)薄膜的HO传感研究采用简单的化学方法在Pt/n-n-Si基体电极上，沉积铁氰化镍膜作为修饰电极，并对该膜进行了x光电子能谱(XPS)表征。以NiHCF/Pt/n-n-Si修饰电极与Pt电导电极以及饱和甘汞(SCE)构成三电极体系，50 W卤钨灯照射下，在-0.3 V～+0.8V(vs. SCE)范围内，对HO的电催化有良好的选择性、高的灵敏性和稳定性。以NiHCF/Pt/n-n-Si修饰电极与Pt电导电极构成两极体系，0 V偏置电压，50 W卤钨灯光照条件下，HO在浓度10M～10M范围内有良好的线性关系，线性方程为y(mA)= 312.2991x + 1.5056(C)(r=0.9992)，S/N=3，最低检测限为3.32×10M。结果表明，NiHCF/Pt/n-n-Si修饰电极对HO有良好的光电化学响应。采用循环伏安和两电极体系计时电流法对n-Si、n-n-Si两种硅基修饰电极对HO的传感进行了比较。通过实验结果可以看出n-n-Si基底的普鲁士蓝类似物传感器对光照具有良好的响应信号，具有良好的稳定性和重现性。

关键词：过氧化氢硅光电极类普鲁士蓝光电化学传感器