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电催化

电催化的相关文献在1987年到2023年内共计5722篇,主要集中在化学、化学工业、电工技术 等领域,其中期刊论文1834篇、会议论文127篇、专利文献199458篇;相关期刊501种,包括材料导报、化工学报、电化学等; 相关会议67种,包括第十一届全国电分析化学会议、第十届全国电分析化学学术会议、第一届国际有机电化学与工业研讨会暨第十一届全国有机电化学与工业学术会议等;电催化的相关文献由12294位作者贡献,包括不公告发明人、徐迈、王凤武等。

电催化—发文量

期刊论文>

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总计:201419篇

电催化—发文趋势图

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    • 王佳宇; 陈方方; 马芬
    • 摘要: 传统的贵金属催化剂因资源有限和价格昂贵问题限制其电解水产氢在实际生产生活中的应用,因此开发高效低成本的电催化剂是实现电解水大规模化应用的关键.非贵过渡金属不仅地球含量丰富、价格低廉,而且由于这类金属的碳化物形式具有类铂的电子结构从而对电解水析氢反应具有良好的催化性能.本文围绕钼和钨两种热稳定性良好、酸碱稳定性优异的过渡金属,通过静电纺丝技术制备了双金属碳化物纤维材料,并对该材料在碱性电解液中的析氢反应性能和电催化活性影响因素进行了简单探究.结果 表明,相较于单金属碳化物,双金属碳化物在碱性溶液中具有较好的催化活性,金属盐含量均为0.5 mmol,预氧化温度300°C,Ar/NH3(5%NH3)氛围下碳化温度为800°C时,该材料10 mA/cm2时的过电位为186 mV,且金属盐含量、预氧化温度、碳化温度以及氮掺杂等条件都对该催化剂的催化性能有较大影响.
    • 马海霞; 王太和; 赵玉洁; 王旭; 李嘉辰
    • 摘要: 二维层状二硫化钼(MoS_(2))是一种非常有前景的替代贵金属铂的电水解制氢催化剂。然而,MoS_(2)电子导电性较差,且在碱性氢析出反应(HER)中对水分子吸附/裂解的活化能垒较高,限制其在碱性电水解的应用。通过一步水热法将MoS_(2)纳米片均匀生长在三维导电碳布(CC)上,以有效提高电极导电性。随后在RuCl_(3)的乙醇溶液中通过溶剂热法可控制备超小Ru纳米颗粒负载MoS_(2)纳米片,形成CC@MoS_(2)/Ru异质结构。Ru的负载能有效促进水吸附/裂解反应,从而和MoS_(2)协同催化HER。采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法对MoS_(2)/Ru进行结构和形貌表征。结果表明:MoS_(2)呈纳米片状交错生长在碳布上,并且超小Ru纳米颗粒(平均粒径2.5 nm)均匀负载在MoS_(2)纳米片上。将CC@MoS_(2)/Ru作为工作电极,石墨棒和Hg/HgO电极分别为对电极和参比电极进行碱性HER测试。在电流密度为-10 mA·cm^(-2)下的过电位仅为71.3 mV,Tafel斜率为104.8 mV·dec^(-1)。通过对其进行计时电位滴定法稳定性测试,发现在恒电流密度-10 mA·cm^(-2)下能够维持至少35 h而没有明显性能衰减。
    • 张育萌; 涂焕碌; 张子宽; 李帅; 侯莹; 张华; 闫晓丽; 章海霞
    • 摘要: 采用水热法和热解法制备了具有多孔结构的N掺杂石墨烯纳米带(N-GNRs-900),通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)等对形貌和结构等进行表征,使用CHI 760E电化学工作站进行氧还原电催化(ORR)性能测试。结果表明,边缘不规则的石墨烯纳米带暴露出大量的边缘缺陷,为杂原子提供掺杂位点,与未掺杂的氧化石墨烯纳米带(GONRs)相比,N-GNRs-900的氧还原反应催化性能明显提高,在0.1 mol/L KOH电解液中,半波电位可达到0.81 V(vs.RHE),起始电位0.92 V(vs.RHE),催化过程接近四电子转移,且循环5000圈半波电位几乎没有负移。
    • Georgia Papanikolaou; Gabriele Centi; Siglinda Perathoner; Paola Lanzafame
    • 摘要: 利用可再生能源与空气中捕获的CO_(2)合成液体燃料(e-fuels)替代化石燃料,是消除温室气体,应对气候变化所必需的技术.例如,欧盟计划于2050年实现净零排放.e-fuels可以作为化学能载体,克服可再生能源的间歇性和难以储存的不足,并为难以实现电气化的地区供给燃料.e-fuels可作为可持续能源长期储存和远距离运输的载体;同时,与对化石燃料减排所需要进行的基础设施大幅度改造相比,e-fuels节约了经济成本和时间成本.发展新的可持续方法生产e-fuels是加速实现能源转型的关键,这为催化科学提出了新挑战.本视角文章在简要介绍了e-fuels在实现零净排放目标方面的关键作用后,讨论了活性反应催化(电催化、光催化和等离子体催化的统称,三者存在很多共性及相似的问题,为简洁起见,本文聚焦于电催化)和目前应用最多的热催化之间的差异,提出了推动生产e-fuels取得进展的重点不在于扩大实验规模,而很大程度在于转变现有的思路和方法,发展活性反应催化的观点.目前活性反应催化的研究方法是从热催化衍生而来的,为推动合成燃料成为现实,研究人员需要重新思考催化原理,从基本观点和机理研究的角度理解活性反应催化与热催化的不同之处.这是未来催化科学推动可持续合成e-fuels技术发展,加速能源转型所面临的挑战.
    • 周晓荣; 吕攀盛; 任占冬; 韩娟娟
    • 摘要: 采用电镀的方法制备锌镍合金催化剂,用于碱性溶液中电催化析氢(Hydrogen Evolution Reaction,HER)。研究了恒温25°C时,镀液中镍锌离子浓度比([Ni^(2+)]/[Zn^(2+)])对合金镀层在碱性溶液中电催化HER性能的影响。结果表明,恒温25°C,电流密度为5 mA/cm^(2),镀液中[Ni^(2+)]/[Zn^(2+)]为7/3时所得锌镍合金镀层的HER活性最高,并且高于电镀纯镍催化剂的HER活性。X射线荧光光谱(X-Ray Fluorescence,XRF)和X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)测试表明,[Ni^(2+)]/[Zn^(2+)]为7/3时所得锌镍合金镀层的化学组成为Ni3Zn22。扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)测试表明,锌镍合金镀层的晶粒均匀,结合紧密,微裂纹和微孔数量少,比表面积小,与电化学活性面积表征结果一致,进一步说明锌镍合金镀层的HER性能主要决定于其本征催化活性。
    • 王英杰; 董辰; 谢亚勃; 李睿; 李建荣
    • 摘要: CO_(2)的资源化转化与利用是"双碳"目标达成的重要途径之一.金属-有机框架(metal-organic framework, MOF)因其充足的孔结构、丰富的活性位和可功能化等特性,在CO_(2)催化还原反应中展现出良好的应用前景.总结了基于MOF的新型功能材料依托光、电清洁能源,绿色催化CO_(2)还原的最新研究进展,分别探讨了活性MOF、MOF复合物和MOF衍生物的催化性能,并从理化特性上分析了材料性能优势的成因.在此基础上,对这类新型催化剂面临的主要问题和未来发展做出了总结与展望.
    • 杜亚东; 孟祥桐; 汪珍; 赵鑫; 邱介山
    • 摘要: 利用电催化技术将CO_(2)转化为小分子燃料或高值化学品是实现原子经济、构建人工碳循环的绿色能源技术之一。电催化还原CO_(2)(ECR)的反应条件温和、产物多样(C_(1)、C_(2)和C_(2+)),有极大的发展潜力。然而,ECR技术面临一些需要解决的挑战性问题,包括电极过电势高、C_(2)及C_(2+)产物选择性低、伴随析氢反应等。解决这些问题的关键在于创制低成本、高性能电催化剂。近年来,石墨烯基电催化剂的研究成为ECR领域的热点之一,原因包括:1)在电化学环境中稳定性好;2)表面原子、电子结构可调,进而实现材料催化活性的调控;3)维度可调,易暴露较大的比表面积和形成层次孔结构;4)耦合石墨烯的高导电性与特定材料的高活性,可协同提升ECR催化性能。本文评述了石墨烯基材料在ECR中的研究进展,详述了石墨烯基电催化剂的构筑方法,探讨并梳理了石墨烯的点/线缺陷、表面官能团、掺杂原子构型、金属单原子种类、材料表界面性质等与ECR性能之间的本征构效关系。最后展望了石墨烯基催化剂在ECR领域中的挑战和未来发展。
    • 黄小雄; 马英杰; 智林杰
    • 摘要: 将二氧化碳转化为高附加值的燃料和化学品是缓解当前能源危机和控制温室气体排放的有效策略之一,但此法受限于缺乏高活性与高选择性的电催化剂。因此,我们通过热解含镍金属有机框架结构(MOF)和二氰二胺制得负载高含量镍单原子(7.77%(w))的超薄氮掺杂二维碳纳米片用于电催化还原CO_(2)生成CO。研究发现高温热解能将MOF中Ni^(2+)转化为Ni^(+)-N-C和Ni^(2+)-N-C结构,且Ni^(+)-N-C含量依赖于热解温度——其含量随热解温度增加呈现火山型变化。800°C下,Ni^(2+)到Ni^(+)-N-C的转化和石墨化的C生成达到最优水平。Ni^(+)-N-C结构有适宜的^(*)CO中间体结合能,能有效地抑制析氢反应的同时还能促进CO生成。因此,800°C热处理制得的材料(Ni-N-C-800)催化CO_(2)生成CO效率最高。调节电解液浓度,能进一步优化电催化性能。当电解液(碳酸氢钾)浓度为0.5 mol·L^(−1)时,Ni-N-C-800的CO生成选择性在较宽电压窗口内(−0.77到^(−1).07 V vs.RHE)都高于90%,且具有优良的稳定性。这些结果表明,选择合适的前躯体通过调控热解温度以及氮掺杂可以有效提高镍基MOF衍生催化剂的二氧化碳电催化性能。
    • 熊伟; 周敏; 李昊; 丁朝; 张达; 吕耀康
    • 摘要: 由于NiO成本低且3d轨道具有可调谐的八电子结构,被公认为是温和条件下电化学氮还原反应(NRR)的有效电催化剂之一.然而,由于过渡金属氧化物电催化剂的电导率相对较低,阻碍了其在该领域的应用.贵金属具有良好的电导率,通常可用于构建异质材料,利用协同作用,来提高载体材料的电导率并改善电催化性能.因此,在氧化镍上嵌入或掺杂具有催化性能的高导电金属是获得高性能NRR电催化剂的一种有效方法.在早期的研究中,由于贵金属基催化剂(Au,Pd和Ru)导电性好,一般都具有较好的电化学NRR活性.值得注意的是,尽管Pt在其它电催化过程中表现出优异的电催化活性,但很少有关于NRR的Pt基电催化剂的报道.这主要是因为Pt基电催化剂具有较强的催化析氢反应活性.因此,研究Pt基NRR电催化剂的结构,以构建高效的Pt基NRR催化剂,是一个有意义且具有挑战性的研究课题.迄今为止,关于Pt/NiO复合材料对NRR催化活性的研究报道较少.基于此,本文使用纯的氧化镍纳米片作为载体来负载不同含量的Pt纳米粒子,利用Pt的高导电性与NiO的可调谐电子特性的协同作用来提高NRR活性.本文通过简单的还原法成功合成了Pt/NiO-NSs,采用透射电镜、X射线光电子能谱(XPS)、密度泛函理论(DFT)计算、紫外可见光谱等表征手段研究了不同Pt负载量对NRR活性的影响.与纯NiO相比,用少量铂纳米粒子(3~10 nm)掺杂氧化镍纳米片(Pt/NiO-NSs)可显著提高纯NiO的法拉第效率(FE)和氨产率,打破了商用Pt基电催化剂几乎没有NRR潜力的普遍观点.电催化实验结果表明,在‒0.2 V vs RHE的0.1 mol/L Na_(2)SO_(4)溶液中,样品Pt/NiO-2表现出20.59μg h^(‒1)mg^(‒1)cat.的氨产率和15.56%的FE,分别是相同外加电位下纯NiO纳米片的5倍(3.79μg h^(‒1)mg^(‒1)cat)和3倍(5.97%)左右.XPS分析结果表明,Pt/NiO-NSs中Pt的价态为Pt0,Pt^(2+)和Pt^(4+),其中Pt/NiO-2具有较高含量的高氧化态Pt物种,从而有利于N2化学吸附和活化.DFT结果表明,与纯Pt相比,负载在NiO基底上的Pt纳米粒子的d带电子更接近费米能级,为NRR提供了更有利的电子结构.该研究表明,当Pt负载在合适的基底上时,可成为有效的NRR电化学催化剂.综上,本文为制备高NRR活性的Pt基电催化剂提供了一种新的策略.
    • 黄强; 孙兵; 徐文莉; 丛野; 陈永婷; 朱辉; 李轩科; 张琴
    • 摘要: 氮化铁具有硬度高、熔点高、热导性高、耐腐蚀、安全无污染、电子导电性优异以及类铂的电子结构等优势,且其原材料资源丰富、成本低廉,在储能与电催化等众多领域中有着极大的应用前景。本文综述了铁基氮化物在结构、制备、性能和应用方面的研究进展,重点关注其制备方法和在储能领域(如锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池)、电催化领域(如氢析出反应、氧析出反应、氧还原反应)中的应用,同时对铁基氮化物存在的主要问题进行了总结,对其未来的研究方向和应用前景进行了展望。
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