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钨掺杂镍铁水滑石高效电催化析氧反应

物理化学学报 2024年第1期40卷 44-45页

作者：段欣漩 Marshet Getaye Sendeku 张道明周道金徐立军高学庆陈爱兵邝允孙晓明北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京软物质科学与工程高精尖创新中心北京100029 清华大学深圳研究院海洋氢能研发中心广东深圳518071 中核战略规划研究总院北京100048 新疆工程学院新疆煤矿机电工程技术研究中心乌鲁木齐830023 河北科技大学化学与制药工程学院石家庄050018

电解水对制备可持续和清洁的氢气能源至关重要。电解水的阳极析氧反应设计复杂的4-电子转移过程,所需能耗较高,是电解水的速控步骤。催化剂对于析氧反应的进行具有重要作用。镍铁水滑石是最具潜力的碱性非贵金属析氧反应(OER)催化剂,但... 详细信息

电解水对制备可持续和清洁的氢气能源至关重要。电解水的阳极析氧反应设计复杂的4-电子转移过程,所需能耗较高,是电解水的速控步骤。催化剂对于析氧反应的进行具有重要作用。镍铁水滑石是最具潜力的碱性非贵金属析氧反应(OER)催化剂,但是由于水滑石导电性差、活性位点暴露不充分、对反应中间体吸附较弱等问题,催化活性还需要进一步提高。如何提升催化活性已经被科学家们广泛关注,比如:制造缺陷、掺杂、将水滑石剥离为单层结构和组装为阵列结构等。在本论文中,通过简单的“一锅法”醇解合成了一系列不同量W掺杂NiFe-LDH的样品。XRD结果表明合成的NiFeW-LDH的衍射峰与完美NiFe-LDH标准卡片相同,没有其他的衍射峰,表明W没有单独成相,被成功掺杂进入NiFe-LDH。扫描电镜表明NiFeW-LDH为纳米片(尺寸约为~500 nm)组成的3d立体花状结构,且材料中Ni、Fe和W均匀分布。XPS表明材料中W的价态为6+,与未掺杂的NiFe-LDH相比,Fe向高价态移动,表面吸附的OH增多。在密度泛函理论(DFT)计算中,结果同样表明W6+掺杂有利于H2O和O*中间体的吸附,提高了Fe位点的活性。在1 mol∙L^(−1) KOH中,NiFeW-LDH达到10 mA·cm^(−2)所需过电位是199和237 mV,这比大多数的NiFe基粉末催化剂的性能好。综上,实验和计算表明W掺杂调控催化剂中Fe位点电子结构,优化对反应中间体的吸附,使催化剂具有更高活性。

关键词：析氧反应水滑石钨掺杂电子相互作用电催化

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双电层氧化锌薄膜晶体管偏压应力稳定性

发光学报 2022年第1期43卷 129-136页

作者：王聪刘玉荣彭强黄荷汕尾职业技术学院海洋学院广东汕尾516600 汕尾市海洋产业研究院新能源材料与催化工程研究中心广东汕尾516600 华南理工大学微电子学院广东广州510640

以环保可降解的天然生物材料制备功能器件越来越受到关注,利用天然鸡蛋清作为栅介质层,采用射频磁控溅射法在其上沉积ZnO薄膜有源层,制备低压双电层氧化锌基薄膜晶体管(ZnO-TFT)并对其电学特性进行了表征,研究了器件在栅偏压和漏偏压应... 详细信息

以环保可降解的天然生物材料制备功能器件越来越受到关注,利用天然鸡蛋清作为栅介质层,采用射频磁控溅射法在其上沉积ZnO薄膜有源层,制备低压双电层氧化锌基薄膜晶体管(ZnO-TFT)并对其电学特性进行了表征,研究了器件在栅偏压和漏偏压应力下电性能的稳定性及其内在的物理机制。该ZnO-TFT器件呈现出良好的电特性,载流子饱和迁移率为5.99 cm^(2)/(V·s),阈值电压为2.18 V,亚阈值摆幅为0.57 V/dec,开关电流比为1.2×10^(5),工作电压低至3 V。研究表明,在偏压应力作用下,该ZnO-TFT器件电性能存在一定的不稳定性,我们认为栅偏压应力引起的电性能变化可能来源于栅介质附近及界面处的正电荷聚集、充放电效应和新陷阱态的复合效应;漏偏压应力引起的电性能变化可能来源于焦耳热引起的氧空位及沟道中的电子陷阱。

关键词：薄膜晶体管氧化锌双电层偏压应力稳定性

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铁锰基整体式催化剂催化燃烧甲苯和氯苯性能

中国环境科学 2022年第7期42卷 3084-3092页

作者：王小强杨宁徐力李相鹏王钰武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 汕尾市海洋产业研究院新能源材料与催化工程研究中心广东汕尾516600 武汉时泰环保科技有限公司湖北武汉430205

对比了3种不同合成方法(等体积浸渍法、超声辅助浸渍法、氧化还原沉淀法)制备的铁锰复合过渡金属氧化物负载堇青石整体式催化剂,通过BET、SEM、XRD、H_(2)-TPR、XPS等表征手段分析了催化剂物理结构和化学性质.结果表明,氧化还原沉淀法... 详细信息

对比了3种不同合成方法(等体积浸渍法、超声辅助浸渍法、氧化还原沉淀法)制备的铁锰复合过渡金属氧化物负载堇青石整体式催化剂,通过BET、SEM、XRD、H_(2)-TPR、XPS等表征手段分析了催化剂物理结构和化学性质.结果表明,氧化还原沉淀法负载的铁锰氧化物具有独特的片层状结构,暴露出较大的比表面积和较多的活性位点,其表面氧物种还原温度更低、Mn4+含量更高,增强了其催化燃烧性能.该催化剂对甲苯和氯苯表现出优异的催化性能,T_(50)分别为20℃和261℃,T_(90)分别为270℃和320℃,其热稳定性及耐久性也表现良好.

关键词： VOCs 普适性催化氧化堇青石 FeMn

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液体生物燃料合成与炼制的研究进展

合成生物学 2024年

作者：郭姝媛张倩楠姑丽克孜·买买提热夏提杨一群于涛中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院合成生物化学研究中心中国科学院深圳先进技术研究院深圳合成生物学创新研究院中国科学院定量工程生物学重点实验室

人类社会发展对化石燃料的依赖导致了能源枯竭的加剧及强烈的气候变化，迫切需要开发能够代替化石资源的新型生物燃料。虽然已有生物乙醇、生物柴油等生物能源，但其生产规模和价格成本仍然是大规模应用的主要问题。近年来，随着可再生... 详细信息

人类社会发展对化石燃料的依赖导致了能源枯竭的加剧及强烈的气候变化，迫切需要开发能够代替化石资源的新型生物燃料。虽然已有生物乙醇、生物柴油等生物能源，但其生产规模和价格成本仍然是大规模应用的主要问题。近年来，随着可再生能源技术的发展，结合代谢工程及新兴的合成生物学技术，开发基于CO2的新兴生物燃料，逐渐成为未来绿色能源的重要研究方向。本文综述了生物燃料的种类及四代生物燃料的发展情况，并着重介绍了第三代和第四代生物燃料丰富的底物原材料、多能源偶联合成生物燃料的研究现状、合成生物学技术在其中的应用及现阶段的研究进展。文章最后概括了合成生物燃料所面临的困境，主要包括原料的供应及成本，新型液体生物燃料产量低、产品种类少等问题，并提出相应的解决办法，以二氧化碳作为主要原材料，结合自养型微生物、甲基营养型微生物等细胞工厂，通过优选固碳途径、转化二氧化碳为甲醇等低碳底物、多能源耦合等方式，利用广泛存在的二氧化碳实现多种生物燃料的合成，以期扩大生物燃料的产能及应用范围，进一步推动新型生物燃料的产业化进程。

关键词：合成生物燃料新型生物能源一碳底物可再生能源微生物代谢工程

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氢燃料电池用催化剂的制备和性能研究

工业催化 2024年第4期32卷 50-55页

作者：颜攀敦邱晨曦陈丹张洁兰西安凯立新材料股份有限公司陕西西安710201 新型贵金属催化剂研发技术国家地方联合工程研究中心陕西西安710201 陕西省催化材料与技术重点实验室陕西西安710201 西安市催化材料与技术重点实验室陕西西安710201

氢燃料电池是一种能够将化学能直接转化为电能的能量转化装置,具有转化效率高、清洁环保等优点,被认为是21世纪最有前途的新能源技术。催化剂作为氢燃料电池的关键材料,直接影响电池的使用寿命。通过以炭黑为基体、血晶素为前驱体,通过... 详细信息

氢燃料电池是一种能够将化学能直接转化为电能的能量转化装置,具有转化效率高、清洁环保等优点,被认为是21世纪最有前途的新能源技术。催化剂作为氢燃料电池的关键材料,直接影响电池的使用寿命。通过以炭黑为基体、血晶素为前驱体,通过自组装热解两步法制备复合载体,并负载铂制备Pt/Fe-N-C/EC复合催化剂。考察催化剂的电化学性能,并将其制备成膜电极组装单电池测试电池性能。结果表明,制备的铂炭催化剂具有良好的电化学性能,质量比活性可达183.26 mA·mg^(-1),电化学活性面积可达92.79 m^(2)·g^(-1),膜电极组装的单池在DOE加速耐久30000圈实验后,其在0.8 A·cm^(-2)处电压值衰减18 mV,电化学活性面积衰减37.64%,符合DOE标准。

关键词：能源化学氢燃料电池铂炭催化剂 Fe-N-C 膜电极性能

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双碳经济背景下重庆市氢燃料电池关键材料在新能源汽车产业中的发展现状及建议

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材料导报 2024年

作者：张娜韩洋祺李爱菊詹俊陈亚娟蒋斌何伟东哈尔滨工业大学重庆研究院重庆建筑科技职业学院重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心

氢能作为一种可再生的二次能源，来源丰富，质量能量密度高，使用过程环境友好，无碳排放，称为21世纪“最具发展潜力”的能源之一，已经被多国提升到战略的高度。我国也将其作为战略新兴产业重点发展的方向，成为我国能源体系的重要组... 详细信息

氢能作为一种可再生的二次能源，来源丰富，质量能量密度高，使用过程环境友好，无碳排放，称为21世纪“最具发展潜力”的能源之一，已经被多国提升到战略的高度。我国也将其作为战略新兴产业重点发展的方向，成为我国能源体系的重要组成部分，并且获得众多研究学者以及新能源产业领域方面专家的高度关注。重庆有着丰富的天然气、页岩气资源，为氢能源产业提供了资源基础，加之其汽车产业优势，重庆市也在积极打造具有全国影响力的氢燃料电池汽车产业基地。本文围绕氢燃料电池关键材料及核心组件体系，较为全面地分析质子交换膜、催化剂、气体扩散层、双极板等国内外企业情况，梳理重庆市氢燃料电池关键材料、核心组件以及检测机构企业的发展现状，分析重庆市氢燃料电池在新能源汽车产业中发展基础以及存在的问题，最后提出了重庆市氢燃料电池关键材料及核心组件在新能源汽车产业中的发展建议。

关键词：氢燃料电池氢能质子交换膜双极板新能源汽车双碳经济

强化混凝+气浮+臭氧催化氧化+膜分离+MVR蒸发工艺处理气田开发废水

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水处理技术 2024年第9期 148-151页

作者：杨德敏张烨袁建梅廖新睿阚涛涛页岩气勘探开发国家地方联合工程研究中心(重庆地质矿产研究院) 自然资源部页岩气资源勘查重点实验室(重庆地质矿产研究院) 重庆华地资环科技有限公司中国海洋大学环境科学与工程学院中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司

针对气田开发废水组分复杂、有机污染物浓度高、盐度高、色度高、可生化性差等特点，采用强化混凝+气浮分离+臭氧催化氧化+膜分离+MVR蒸发工艺对气田开发废水进行处理。运行结果表明，该组合工艺对气田开发废水降解性能良好，处理效率... 详细信息

针对气田开发废水组分复杂、有机污染物浓度高、盐度高、色度高、可生化性差等特点，采用强化混凝+气浮分离+臭氧催化氧化+膜分离+MVR蒸发工艺对气田开发废水进行处理。运行结果表明，该组合工艺对气田开发废水降解性能良好，处理效率高，运行稳定，处理出水COD、氯离子、SS、氨氮、石油类分别为20.5、10.8、9.0、1.5、0.7 mg/L，总去除率分别达到99.77%、99.94%、99.68%、98.73%、99.75%，各项水质指标均优于《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级排放标准要求（其中氯离子质量浓度优于《四川省水污染物排放标准》（DB 51/190-93）一级标准）。

关键词：气田开发废水强化混凝臭氧催化氧化超滤反渗透 MVR

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镉基MOF的合成及光催化降解亚甲基蓝性能研究

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化学试剂 2024年

作者：王晶张亚周朝辉黄世杰庞君保余宇航许伟宁波大学材料科学与化学工程学院宁波大学-江苏瑞孚再生资源有限公司循环产业研究院宁波海关技术中心

在水热条件下，利用1，2，3-丙烷三羧酸(H3ptc)、1，10-邻菲罗啉（phen）与醋酸镉合成得到一例金属有机骨架材料Cd（Hptc）(phen)。晶体结构分析表明，双核镉单元通过四个丙烷三羧酸氢根配体的桥联作用形成沿[100]方向的一维链，链与链... 详细信息

在水热条件下，利用1，2，3-丙烷三羧酸(H3ptc)、1，10-邻菲罗啉（phen）与醋酸镉合成得到一例金属有机骨架材料Cd（Hptc）(phen)。晶体结构分析表明，双核镉单元通过四个丙烷三羧酸氢根配体的桥联作用形成沿[100]方向的一维链，链与链之间通过π···π堆积和氢键作用完成三维超分子构筑。以不同染料为目标降解物，考察标题化合物的光催化降解性能。结果表明，在可见光照射300 min后，该催化剂对MB有较好光催化降解性能，去除率达75.3%，降解反应符合一级动力学过程。

关键词：镉基金属有机骨架 1,2,3-丙烷三羧酸光催化降解亚甲基蓝

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太阳能制氢关键技术研究

太阳能学报 2022年第3期43卷 2-11页

作者：李建林梁忠豪李光辉宋洁徐桂芝储能技术工程研究中心(北方工业大学) 北京100144 全球能源互联网研究院有限公司北京102209

围绕太阳能制氢技术展开论述,首先,介绍太阳能制氢技术的研究现状;其次,对于太阳能制氢技术尤其是光催化制氢技术及热化学循环分解水制氢技术,分别从技术原理、关键材料、技术难点等方面进行详细的论述;最后,对太阳能制氢技术研究给出... 详细信息

围绕太阳能制氢技术展开论述,首先,介绍太阳能制氢技术的研究现状;其次,对于太阳能制氢技术尤其是光催化制氢技术及热化学循环分解水制氢技术,分别从技术原理、关键材料、技术难点等方面进行详细的论述;最后,对太阳能制氢技术研究给出结论及建议,旨在为未来太阳能制氢技术的研发布局和产业技术突破提供参考和思路。

关键词：太阳能光催化制氢光电化学制氢热化学循环制氢光合微生物制氢