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氧化锌/石墨相氮化碳复合材料的制备及其光催化研究进展

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化工新型材料 2024年第4期52卷 197-203页

作者：张平王相统李宁王曌苏小平魏小红西北民族大学化工学院国家民委环境友好型复合材料重点实验室甘肃省生物质功能复合材料工程研究中心甘肃大学环境友好型复合材料与生物质应用重点实验室兰州730030

光催化是一种环境友好型技术,能够有效解决环境污染和能源短缺问题,具有广阔的应用前景。其基本原理是半导体催化剂在光照条件下产生具有强氧化还原能力的活性物种,这些活性物种可用来净化污染物、制备氢气、碳还原等。氧化锌/石墨相氮... 详细信息

光催化是一种环境友好型技术,能够有效解决环境污染和能源短缺问题,具有广阔的应用前景。其基本原理是半导体催化剂在光照条件下产生具有强氧化还原能力的活性物种,这些活性物种可用来净化污染物、制备氢气、碳还原等。氧化锌/石墨相氮化碳(ZnO/g-C_(3)N_(4))复合材料具有新颖的结构,以及优良的导电、防光腐蚀等性能,一直是光催化领域的关注热点。ZnO/g-C_(3)N_(4)能有效提高光生载流子的分离效率和可见光利用率,从而提高其光催化性能。主要介绍了ZnO/g-C_(3)N_(4)复合材料的发展现状、制备方法,以及该复合材料在光催化降解污染物、抗菌、析氢、CO_(2)还原等领域的应用,并对未来研究方向进行了展望。

关键词：氧化锌/石墨相氮化碳纳米复合材料光催化氧化光催化还原

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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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Mn^(4+)激活氟氧化物强零声子线发射红光荧光粉

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发光学报 2023年第5期44卷 786-800页

作者：屈巧张文睿贺璐璐姬海鹏郑州大学材料科学与工程学院郑州市先进能源催化功能材料制备技术重点实验室河南郑州450001 郑州大学洛阳校区材料科学与工程学院河南洛阳471099

Mn^(4+)离子^(2)E_(g)→^(4)A_(2g)跃迁是宇称和自旋禁戒跃迁,在Mn^(4+)激活荧光粉中获得该跃迁的强零声子线(Zero Phonon Line,ZPL)荧光既有科学意义又有应用价值。本文对具有强ZPL发射特征的Mn^(4+)激活氟氧化物红光荧光粉的制备、晶... 详细信息

Mn^(4+)离子^(2)E_(g)→^(4)A_(2g)跃迁是宇称和自旋禁戒跃迁,在Mn^(4+)激活荧光粉中获得该跃迁的强零声子线(Zero Phonon Line,ZPL)荧光既有科学意义又有应用价值。本文对具有强ZPL发射特征的Mn^(4+)激活氟氧化物红光荧光粉的制备、晶体结构和荧光性质进行总结。发现了一些规律:目前强ZPL发射氟氧化物荧光粉中心阳离子有Nb^(5+)/Mo^(6+)/Ta^(5+)/W^(6+)四种,Mn^(4+)在其中掺杂时都为对高价态离子的不等价取代;基质晶格所含八面体形成畸变是获得强ZPL发射的必要条件;Mn^(4+)在部分氟氧化物中ZPL可强于Stokesν_(6)声子伴峰,而在部分氟氧化物中ZPL又弱于ν_(6)峰强度;强ZPL发射Mn^(4+)激活氟氧化物荧光粉中ZPL波长位于619~628 nm之间,与Mn^(4+)在常见氟化物中的发光能量接近;ZPL与ν_(6)峰的强度比不仅与基质化学组成有关,对于某一荧光粉,该比值也随制备方法的改变而变化。

关键词： Mn^(4+) 红光荧光粉零声子线氟氧化物

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硅纳米晶的固相合成与表面化学研究进展

中国科学：化学 2024年第9期54卷 1399-1412页

作者：陈槐赖鸣卫林峰李靖鹏杨振宇生物无机与合成化学教育部重点实验室莱恩功能材料研究所绿色化学与分子工程研究院中山大学化学学院广州510006 嘉应学院化学与环境学院梅州514015

硅纳米晶凭借其丰富的自然储量、卓越的稳定性、可调控的化学和物理性质,以及良好的生物相容性,在半导体工业、光电能源转换和生物医药等多个领域占据了难以替代的重要地位.通过可控合成方法来制备具有特殊功能的硅纳米晶及其衍生结构... 详细信息

硅纳米晶凭借其丰富的自然储量、卓越的稳定性、可调控的化学和物理性质,以及良好的生物相容性,在半导体工业、光电能源转换和生物医药等多个领域占据了难以替代的重要地位.通过可控合成方法来制备具有特殊功能的硅纳米晶及其衍生结构并对材料进行功能化后处理是推动硅基材料在科学理解和应用中取得突破的关键途径.本文基于本课题组最新的研究成果,对硅纳米晶材料的合成、表面化学及应用等方面的技术发展进行了系统梳理.我们基于材料的组分和配体修饰,阐明了相关硅材料化学中的构效关系和共性科学问题,并展示了硅纳米晶在发光器件、低碳技术及生物医药等领域的应用表现.最后,结合自身研究结果的分析,从材料的物理与化学机制、共性规律与普适原理等科学逻辑出发,提出了本领域目前面临的一些挑战,并对未来的研究方向进行了展望.

关键词：硅纳米晶固相合成表面化学光电器件光催化光致发光

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中低温煤焦油分离-催化裂化技术研究进展

广东化工 2024年第2期51卷 63-64,59页

作者：葛英凯么秋香周小钰许晓庆惠阳高宇杰西京学院陕西西安710123 西安市先进光电子材料与能源转换器件重点实验室陕西西安710123

中低温煤焦油作为重要的化工初级产品,在有利补充石油资源、强化能源综合保障能力方面具有重要战略意义。本文综述了中低温煤焦油蒸馏/精馏、溶剂萃取(超临界萃取)、柱层析、低温共溶等分离方法发展现状与技术优势,并强调了在中低温煤... 详细信息

中低温煤焦油作为重要的化工初级产品,在有利补充石油资源、强化能源综合保障能力方面具有重要战略意义。本文综述了中低温煤焦油蒸馏/精馏、溶剂萃取(超临界萃取)、柱层析、低温共溶等分离方法发展现状与技术优势,并强调了在中低温煤焦油加氢/催化裂化技术中催化剂的设计制备与匹配问题是其工业化核心技术问题之一。

关键词：煤焦油分离技术催化裂化

石墨相氮化碳基材料的缺陷调控策略及其光催化性能研究进展

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复合材料学报 2024年

作者：鹿宇刘成宝郑磊之陈丰邱永斌孟宪荣陈志刚苏州科技大学材料科学与工程学院苏州科技大学江苏省环境功能材料重点实验室江苏省陶瓷研究所有限公司苏州市环境科学研究所江苏水处理技术与材料协同创新中心苏州科技大学

半导体光催化材料已成为有效应对环境污染和能源危机关键技术的核心要素。其中，石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种新兴的高效催化材料展现出了巨大的应用潜力。然而，未改性的g-C3N4存在诸如可见光响应范围有限、活性位点偏少以及光生载流... 详细信息

半导体光催化材料已成为有效应对环境污染和能源危机关键技术的核心要素。其中，石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种新兴的高效催化材料展现出了巨大的应用潜力。然而，未改性的g-C3N4存在诸如可见光响应范围有限、活性位点偏少以及光生载流子复合速率高等缺点，严重制约了其实际应用。为了解决上述问题，研究人员采取了多种策略，如设计和开发异质结构、实施缺陷工程和进行形貌调控等。其中，缺陷调控因能有效地调制光催化材料的电子能带结构、延缓载流子的复合和增加表面活性位点等原因备受关注。本文阐述了缺陷修饰的类型、缺陷调控策略，最后对g-C3N4基材料的开发和光催化应用进行了总结并给出了展望。

关键词：缺陷调控光催化石墨相氮化碳调控策略半导体环境污染

二氟双草酸磷酸锂的制备方法、性能及在锂离子电池中的应用

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化工科技 2024年

作者：朱梦媛李锋叶泉李婉婷王存国邵华锋阎育才青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室山东省烯烃催化与聚合重点实验室亿恩科天润新能源材料(山东)有限公司山东东岳研究院有限公司

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大等优点，在电动汽车动力电池和移动式电子设备中得到了广泛的应用。然而，当环境温度低于-40℃，其作为动力电池的可逆容量和续航里程都大幅度减小，严重阻碍了锂离子动力电池在我国北方城市的应... 详细信息

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大等优点，在电动汽车动力电池和移动式电子设备中得到了广泛的应用。然而，当环境温度低于-40℃，其作为动力电池的可逆容量和续航里程都大幅度减小，严重阻碍了锂离子动力电池在我国北方城市的应用和推广。研究发现，使用电解液特种功能添加剂是提高锂离子电池整体性能的有效途径之一。二氟双草酸磷酸锂作为一种功能性电解液添加剂，有助于构建固体电解质界面膜，有效降低界面阻抗，钝化活性材料表面，抑制电解液的分解，提高电池长循环寿命和耐低温性能等，因此，在锂离子电池中得到了广泛的研究与开发。主要介绍该添加剂的制备方法、化学性能及在锂离子电池中的应用，为二氟双草酸磷酸锂盐在电池和电化学领域中的产业化和推广，提供参考和借鉴。

关键词：二氟双草酸磷酸锂电解质电解液添加剂电解液锂离子电池

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基于玄武岩纤维的功能化复合材料的研究进展

塑料工业 2024年第4期52卷 32-38页

作者：张琪吴志强赵秋锦张琴傅强四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室四川成都610065 成都金发科技新材料有限公司四川成都610200 厅市共建玄武岩纤维及复合材料四川省重点实验室四川达州635000

玄武岩纤维(BF)作为一种低成本、高性能的天然纤维已被列为21世纪中国新兴战略资源,也是制备先进复合材料的基础。在玄武岩纤维的实际应用中,纤维自身的性能以及在复合材料中的界面行为等是影响最终制品性能的关键因素。本文阐述了BF的... 详细信息

玄武岩纤维(BF)作为一种低成本、高性能的天然纤维已被列为21世纪中国新兴战略资源,也是制备先进复合材料的基础。在玄武岩纤维的实际应用中,纤维自身的性能以及在复合材料中的界面行为等是影响最终制品性能的关键因素。本文阐述了BF的化学组成,并探讨了组成对BF力学性能的影响。重点关注了BF的应用,详细介绍了BF的表面改性及力学增强。此外,从纤维的表面功能化改性、第三相功能粒子的添加以及BF自身性能的应用等几个方面总结了BF在电磁波防护、水处理、催化、抗菌及能源领域的研究进展。最后指出了BF复合材料目前存在的主要问题,并对未来的研究方向做出展望。

关键词：玄武岩纤维力学增强功能复合材料表面改性

用于提升全水解性能的超低含量Ru掺杂NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)核壳纳米结构

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 360-375页

作者： Adel Al-Salihy 梁策 Abdulwahab Salah Abdel-Basit Al-Odayni 卢子昂陈孟新刘倩倩徐平哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转化与存储关键材料工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 东北师范大学化学学院动力电池国家地方联合工程实验室吉林长春130024 沙特国王大学牙科学院修复性牙科科学系沙特阿拉伯利雅得

随着全球能源危机和环境污染日益加剧,开发可持续的绿色能源技术已经成为当务之急.其中,水分解制氢作为一种清洁能源的生产方式,因其零排放和高能量密度的特点,而受到广泛的研究和关注.析氢反应(HER)和析氧反应(OER)是水分解过程的关键... 详细信息

随着全球能源危机和环境污染日益加剧,开发可持续的绿色能源技术已经成为当务之急.其中,水分解制氢作为一种清洁能源的生产方式,因其零排放和高能量密度的特点,而受到广泛的研究和关注.析氢反应(HER)和析氧反应(OER)是水分解过程的关键步骤,它们的反应效率直接影响整个制氢过程的能量转换效率.因此,开发高效的双功能电催化剂对于推动水分解技术的发展具有重要意义.本文制备了一种超低Ru掺杂的新型核壳纳米结构电催化剂,该催化剂生长在泡沫镍(NF)上,简称Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF.首先,通过水热法在NF上均匀生长了水合NiMoO_(4)纳米柱,并通过共价相互作用,确保其在垂直方向上有序排列.随后,采用超低浓度的RuCl_(3)对NiMoO_(4)纳米柱进行蚀刻,并通过磷酸化反应引入(PO_(4))^(3+)离子形成了Ni_(3)(PO_(4))_(2)壳层.这种设计克服了以往Ru易团聚的难题,保障了Ru的均匀分布,从而合成Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF催化剂.通过X-射线衍射、X-射线光电子能谱及透射电子显微镜等对催化剂的化学组分和微观结构进行了分析,证实其成功制备.元素分析结果表明,催化剂中Ru的含量仅为1.94 wt%,显著降低了其制备成本.电化学测试结果表明,该催化剂在HER和OER中均表现出较好的催化活性.在10和100 mA cm^(−2)电流密度下,HER的过电位分别为−14.8和−57.1 mV,Tafel斜率为35.8 mV dec^(-1),优于商业Pt/C催化剂;在100 mA cm^(−2)电流密度下,OER过电位为259.7 mV,Tafel斜率为21.6 mV dec^(−1),优于商业RuO_(2)催化剂.在全水解测试中,该催化剂在10和100 mA cm^(−2)时所需的电池电压分别为1.43和1.68 V,与其他自支撑材料相比表现出良好的性能.此外,该催化剂在150 h性能测试过程中表现出较好的稳定性.采用密度泛函理论计算研究了催化剂具有较好活性的内在机制.结果表明,其具有低水离解能垒(ΔGb=0.46 eV),接近零的HER自由吸附能(∆G*H=0.02 eV),低的OER自由吸附能量(ΔG*OOH−ΔG*OH=2.74 eV)和接近费米能级的高密度态.这些特性共同促进了电解水反应的高效进行.综上,本文研究开发的Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF双功能催化剂具有较好的催化活性、低电位需求和长期稳定性,为氢气生产开辟了新途径,也为优化双功能水分解催化剂提供了新视角,并为未来可持续能源应用发展提供一定的参考.

关键词：电催化核壳结构掺杂密度泛函理论析氢反应析氧反应分解水