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金属有机框架衍生镍纳米颗粒在宽电位窗口内高效电催化二氧化碳还原(英文)

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物理化学学报 2023年

作者：邵碧珠董慧君龚云南梅剑华蔡锋石刘金彪钟地长鲁统部天津理工大学新能源材料与低碳技术研究院材料科学与工程学院天津理工大学化学化工学院

电催化二氧化碳(CO2)还原被认为是将CO2转化为可再生能源产品的一种有前途的方法。开发性能优异的电催化剂高效完成这一重要反应是关键。镍基催化剂广泛应用于电催化CO2还原研究，但是，镍纳米颗粒经常表现较差的催化性能。在本文中，... 详细信息

电催化二氧化碳(CO2)还原被认为是将CO2转化为可再生能源产品的一种有前途的方法。开发性能优异的电催化剂高效完成这一重要反应是关键。镍基催化剂广泛应用于电催化CO2还原研究，但是，镍纳米颗粒经常表现较差的催化性能。在本文中，通过在氮气气氛中高温热解镍基金属有机骨架(MOF)、尿素和炭黑混合物，获得了镍纳米颗粒负载于多孔碳氮中的催化材料(NiNPs-NC)。有趣的是，NiNPs-NC在H型和流动相电池中都表现出优异的CO2电还原性能。在H型电解池和-0.67 – -1.07 V vs. RHE电位窗口内，NiNPs-NC催化CO2还原为CO的法拉第效率大于90%，其中，在-0.87 V vs. RHE时，CO的法拉第效率约为100%。在流动相电解池和-0.50 – -0.70 V vs. RHE电位窗口内，NiNPs-NC催化CO2还原为CO的选择性大于95%。电化学阻抗谱图和塔菲尔斜率表征显示，NiNPs-NC的高催化活性归因于其在催化过程中的快速电荷转移。本文提供了一种制备高效CO2电还原催化剂的方法。

关键词：镍纳米颗粒电催化剂二氧化碳还原金属有机框架热处理

碳纳米管上原位沉积钯-钴-镍纳米颗粒及其对乙醇氧化的电活性

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无机化学学报 2016年第7期32卷 1161-1169页

作者：陈清华易清风阳铮周秀林刘小平聂会东徐国荣湖南科技大学化学化工学院湘潭411201 理论有机化学与功能分子教育部重点实验室湘潭411201

以水合肼为还原剂,在水和乙醇的混合溶液中制备多壁碳纳米管(MWCNT)负载的纳米镍(Ni/MWCNT)和纳米镍钴(Ni-Co/MWCNT)颗粒,然后将它们分别与氯化钯溶液反应,形成的钯纳米颗粒原位沉积在MWCNT表面,从而得到MWCNT负载的PdNi/MWCNT和Pd-Ni-C... 详细信息

以水合肼为还原剂,在水和乙醇的混合溶液中制备多壁碳纳米管(MWCNT)负载的纳米镍(Ni/MWCNT)和纳米镍钴(Ni-Co/MWCNT)颗粒,然后将它们分别与氯化钯溶液反应,形成的钯纳米颗粒原位沉积在MWCNT表面,从而得到MWCNT负载的PdNi/MWCNT和Pd-Ni-Co/MWCNT催化剂。SEM和TEM图像显示,MWCNT上的催化剂颗粒是由5~10 nm的小颗粒团聚而成的30~100 nm的大颗粒,三金属催化剂的粒径比双金属的粒径小,在MWCNT上的分散度更高。ICP和EDS分析显示,Pd直接还原并包覆在纳米镍和纳米镍钴表面;采用循环伏安和计时电流技术,研究了催化剂在碱性溶液中对乙醇氧化的电催化活性,结果表明,Pd-Ni-Co/MWCNT催化剂对乙醇氧化具有强的电催化活性,乙醇氧化对应的峰电流密度达101.8 m A·cm^(-2),并且催化剂催化活性稳定。

关键词：钯催化剂乙醇氧化镍纳米颗粒燃料电池原位还原

铱镍纳米颗粒修饰的花状钴酸镍：其可控合成以及对于氧析出反应的电化学活性增强(英文)

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Science China Materials 2017年第2期60卷 119-130页

作者：陈志范赵宏滨张久俊徐甲强 Department of Chemistry Shanghai University Shanghai 200444 China State Key Laboratory of Transducer Technology Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology Chinese Academy of Sciences Shanghai 200050 China

本文制备了一种双金属IrNi修饰的花状NiCo_2O_4复合材料,并研究了其对于氧析出反应的电化学活性,结果显示其电化学活性明显提升.NiCo_2O_4和IrNi分别通过水热法和热分解法制备,再通过超声复合,使得双金属附着在复合氧化物表面.通过与纯N... 详细信息

本文制备了一种双金属IrNi修饰的花状NiCo_2O_4复合材料,并研究了其对于氧析出反应的电化学活性,结果显示其电化学活性明显提升.NiCo_2O_4和IrNi分别通过水热法和热分解法制备,再通过超声复合,使得双金属附着在复合氧化物表面.通过与纯NiCo_2O_4,IrNi以及IrNi/Co_3O_4相比较,所制备的IrNi/NiCo_2O_4对于氧析出反应的性能最为优异.在各个参数指标中,拥有最低的过电势210mV,在540mV的过电势下具有最高的电流密度.电子转移数和塔菲尔斜率分析表明该复合材料由于修饰上了双金属材料,极大地降低了极化,具有更高效的电子转移速率.此外本文还对电催化机理进行了研究,发现复合材料结合反应位点有效改善了反应速率决定步骤.其中,协同效应起着至关重要的作用,这一效应明显提高电子传输效率的同时提供了更多的活性位点.IrNi/NiCo_2O_4是一种出色的氧析出反应电催化剂.

关键词：电化学活性析出反应镍纳米颗粒可控合成修饰双金属材料电子转移数氧

双功能型嵌入镍纳米颗粒的碳棱柱状微米棒电极用于电化学甲醇氧化助力的节能产氢

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物理化学学报 2021年第7期37卷 145-153页

作者：吕琳张立阳何雪冰原弘欧阳述昕张铁锐华中师范大学化学学院农药与化学生物学教育部重点实验室武汉430079

随着人类社会的高速发展,在保证环境不被破坏的情况下维持众多机械和电气设备的正常运转急需清洁的能源方式。氢被认为是在未来最有前景的清洁能源之一。近期,电化学水分解已被认为是获取氢能的最有效的方法之一,它的燃料产物只是无污... 详细信息

随着人类社会的高速发展,在保证环境不被破坏的情况下维持众多机械和电气设备的正常运转急需清洁的能源方式。氢被认为是在未来最有前景的清洁能源之一。近期,电化学水分解已被认为是获取氢能的最有效的方法之一,它的燃料产物只是无污染的水;然而,迟缓的析氧反应严重制约了水分解效率,导致驱动水分解的电压相对较高。探求热力学有利的阳极反应以取代缓慢的氧析出和开发高活性双功能型电催化剂用于这种阳极反应和析氢对于实现可应用于工业的节能型产氢至关重要。当前,普遍认为用其他有用的且利于热力学的反应取代析氧反应可以减小分解电压从而实现节能产氢。本文报道了一种用于甲醇氧化和析氢的双功能型嵌入镍纳米粒子的碳棱柱状微米棒电催化剂(命名为镍碳微米棒),该催化剂是由74号金属有机框架结构经碳化处理获得。这种由镍和碳构成的界面材料结构通过原位碳化实现,由于碳的分隔作用,分散的镍纳米颗粒不会轻易团聚,这有利于暴露更多的镍活性位点与电解液相接触,为更快的催化剂和电解液间电荷转移和电化学动力学提供保障。在此阳极的甲醇氧化中,产物分别为二氧化碳和甲酸,两者在1.55 V电压下的法拉第效率分别为36.2%和62.5%;同时该镍碳微米棒催化剂表现出优异的甲醇氧化活性和耐久性(12 h持续性催化,电流仅衰退2.7%)。值得注意的是,该双功能催化剂不仅具有甲醇氧化活性,在室温下含有0.5mol·L^(-1)甲醇的1.0mol·L^(-1)氢氧化钾电解液中的析氢过电位也较低(仅155 m V的过电位即可驱动10 m A·cm^(-2)的电流),保证了产氢效率。更重要的是,采用这种双功能型电极构造的双电极电解槽仅需1.6 V电压即可驱动10 m A·cm^(-2)的电流,与析氧反应作为阳极反应的电解槽相比驱动电压减小了240 mV。

关键词：双功能析氢甲醇氧化镍纳米颗粒电解槽

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一种制备镍纳米颗粒的新方法(英文)

物理化学学报 2005年第5期21卷 569-572页

作者：陶小军李志伟陈洪杰张平余张治军吴志申党鸿辛河南大学特种功能材料重点实验室开封475001

通过超声照射使2-乙基己酸镍和金属钠在液体石蜡中发生置换反应,成功地制备了具有六方晶型结构的表面修饰镍纳米颗粒,并采用多种现代分析手段如TEM 、ED 、X RD 、X PS 和TG 对所制备的产品进行结构、形貌和热稳定性能的表征.结果表明,... 详细信息

通过超声照射使2-乙基己酸镍和金属钠在液体石蜡中发生置换反应,成功地制备了具有六方晶型结构的表面修饰镍纳米颗粒,并采用多种现代分析手段如TEM 、ED 、X RD 、X PS 和TG 对所制备的产品进行结构、形貌和热稳定性能的表征.结果表明,所制得的镍纳米颗粒粒径较小,分布范围在7～43 nm 之间,并有着良好的热稳定性能.

关键词：置换反应钠超声照射镍纳米颗粒

以Ocimum sanctum绿色合成镍纳米颗粒及其在染料和污染物吸附上的应用（英文）

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2015年第8期23卷 1307-1315页

作者： Chitra Jeyaraj Pandian Rameshthangam Palanivel Solairaj Dhananasekaran Department of Biochemistry Manonmaniam Sundaranar University Department of Biotechnology DDEScience CampusAlagappa University

Nickel nanoparticles as an eco-friendly adsorbent was biosynthesized using Ocimum sanctum leaf extract. The physiochemical properties of green synthesized nickel nanoparticles(Ni Gs) were characterized by UV–Vis spectroscopy(UV–Vis), Fourier Transform Infrared Spectroscopy(FTIR), X-ray diffraction(XRD), Scanning Electron Microscope(SEM) and Transmission Electron Microscope(TEM). Ni Gs were used as adsorbent for the removal of dyes such as crystal violet(CV), eosin Y(EY), orange II(OR) and anionic pollutant nitrate(NO3-), sulfate(SO42-) from aqueous solution. Adsorption capacity of Ni Gs was examined in batch modes at different p H, contact time, Ni G dosage, initial dye and pollutant concentration. The adsorption process was p H dependent and the adsorption capacity increased with increase in contact time and with that of Ni G dosage, whereas the adsorption capacity decreased at higher concentrations of dyes and pollutants. Maximum percentage removal of dyes and pollutants were observed at 40, 20,30, 10 and 10 mg·L-1initial concentration of CV, EY, OR, NO3-and SO42-respectively. The maximum adsorption capacities in Langmuir isotherm were found to be 0.454, 0.615, 0.273, 0.795 and 0.645 mg·g-1at p H 8, 3, 3, 7and 7 for CV, EY, OR, NO3-and SO42-respectively. The higher coef ficients of correlation in Langmuir isotherm suggested monolayer adsorption. The mean energies(E), 2.23, 3.53, 2.50, 5.00 and 3.16 k J·mol-1for CV, EY, OR, NO3-and SO42-respectively, calculated from the Dubinin–Radushkevich isotherm showed physical adsorption of adsorbate onto Ni Gs. Adsorption kinetics data was better fitted to pseudo-second-order kinetics with R2 N 0.870 for all dyes and pollutants. Ni Gs were found to be an effective adsorbent for the removal of dyes and pollutants from aqueous solution and can be applied to treat textile and tannery ef fluents.

关键词：染料污染物镍纳米颗粒吸附反应绿色合成罗勒油傅里叶变换红外光谱污染物浓度扫描电子显微镜

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溶剂热还原法制备的镍纳米颗粒

磁性材料及器件 2006年第4期37卷 32-34页

作者：米远祝但悠梦桑秋章刘应亮湖北民族学院化学与环境工程学院湖北恩施445000 暨南大学化学系广东广州510632

以乙二胺作溶剂，在聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，用KBH4还原NiCl2制备镍纳米颗粒。反应温度为160℃，反应时间为10h。X射线粉末衍射（XRD）结果显示，产物为单相的面心立方晶镍。透射电子显微镜（TEM）结果显示，产物为尺寸均匀的... 详细信息

以乙二胺作溶剂，在聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，用KBH4还原NiCl2制备镍纳米颗粒。反应温度为160℃，反应时间为10h。X射线粉末衍射（XRD）结果显示，产物为单相的面心立方晶镍。透射电子显微镜（TEM）结果显示，产物为尺寸均匀的球形颗粒，颗粒直径在30～50nm，颗粒分布均匀，表面光洁。镍纳米微粉的矫顽力为9．89kA／m。

关键词：溶剂热还原法镍纳米颗粒磁性

还原法制备金属镍纳米颗粒掺杂MgB2超导材料的方法

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无机盐工业 2009年第9期41卷 14-14页

本发明涉及一种还原法制备金属镍纳米颗粒掺杂MgB2超导材料的方法。首先，制备Ni（OH）：-B先驱粉，将Ni（NO3）w·6H：O粉和B粉在蒸馏水中充分混合搅拌，并用NaOH溶液滴定，然后将沉淀在真空干燥箱中干燥除水；将干燥后的Ni（OH）：一... 详细信息

本发明涉及一种还原法制备金属镍纳米颗粒掺杂MgB2超导材料的方法。首先，制备Ni（OH）：-B先驱粉，将Ni（NO3）w·6H：O粉和B粉在蒸馏水中充分混合搅拌，并用NaOH溶液滴定，然后将沉淀在真空干燥箱中干燥除水；将干燥后的Ni（OH）：一B先驱粉放入管式炉中，在氮气或氩气保护下，进行煅烧，使Ni（OH）2分解后得到NiO—B混合粉体；升温通入H2，流量使NiO被充分还原得到Ni—B混合粉体；将符合Mg与B原子比为（1～1．5）：2的Mg粉与Ni—B粉末混合压片于差热分析仪（DTA）中650～850℃烧结30～60rain后冷至室温。本发明制得的镍颗粒平均直径为5nm，且均匀分布在B基体内部，

关键词：镍纳米颗粒超导材料 MgB2 还原法制备掺杂金属真空干燥箱

表面等离激元增强Ni/TiO_(2)光催化苯乙炔选择性加氢

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燃料化学学报（中英文） 2023年第12期51卷 1834-1842页

作者：王靖王瑞义张晋李新成王云伟郑占丰中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原030001 中国科学院大学北京100049

研究采用浸渍还原法制备了碳修饰的二氧化钛负载的Ni纳米颗粒催化剂,在苯乙炔选择性加氢反应中表现出良好的光催化性能。Ni纳米颗粒在可见光激发下产生高能“热电子”促进了反应底物的解离和活化。富电子态的Ni纳米颗粒抑制了苯乙烯在Ni... 详细信息

研究采用浸渍还原法制备了碳修饰的二氧化钛负载的Ni纳米颗粒催化剂,在苯乙炔选择性加氢反应中表现出良好的光催化性能。Ni纳米颗粒在可见光激发下产生高能“热电子”促进了反应底物的解离和活化。富电子态的Ni纳米颗粒抑制了苯乙烯在Ni/TiO_(2)表面的吸附,提高了苯乙烯的选择性。本工作为光催化苯乙炔选择性加氢反应提供了一种绿色且高效的方法。

关键词：镍纳米颗粒苯乙炔光催化选择性加氢热电子