钴铁复合碳材料的可控制备及性能研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:duzhiwei1010
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着社会的快速发展,能源危机和环境污染已成为人类面临的两大挑战,这促使我们寻找新型的环境友好型可替代能源。太阳能和氢能具有可持续、丰富、清洁等优点,因此作为化石燃料的替代品备受人们关注。太阳能电池和(光)电解水是实现太阳能和氢能有效利用的两种重要途径。然而,它们的高制造成本和低效率大大地限制了其实际应用。为解决这一问题,我们利用廉价易得的磺化沥青制备了一系列钴铁复合碳材料,用作太阳能电池和水分解系统的催化材料。主要工作如下:(1)以氯化钴和氯化铁为金属源,磺化沥青为碳源制备金属/碳复合材料。通过控制碳化温度、反应物组成等反应条件来控制复合材料的结构。利用XRD、SEM、BET等表征手段对复合材料的结构进行分析。结果表明,碳化温度和反应物组成都是决定金属/碳复合材料结构的重要因素。低碳化温度有利于CoFe2O4的形成,高碳化温度易形成CoFe合金,而双金属的存在或较高的金属含量有利于片状结构的形成。(2)将金属/碳复合材料组装成CdSe QDSSCs。电池性能研究表明,700℃碳化的双金属碳复合材料(C@CoFe/CoFeOx)的电池性能最佳,光电转换效率达到5.08%。为了提高电池性能,进一步使用甲基己基咪唑碘对C@CoFe/CoFeOx电极进行后处理。电池性能研究表明,咪唑碘的处理大大提高了CdSe QDSSCs的电池性能,电池效率达到了6.37%,远高于基于Pb S对电极的效率(5.40%)。通过表面分析和动力学研究,提出了与咪唑碘相关的双氧化还原电池体系的工作机理。(3)将金属/碳复合材料用作析氧反应的催化剂,并对其催化性能进行研究。结果表明,以磺化沥青/金属氯化物(质量比为2:1)在750℃下碳化所制备的片状结构C@CoFe复合材料在10 mA/cm~2的电流密度下的过电位仅为304 mV,与通常使用的IrO2催化剂(275 mV)相当。
其他文献
人工细胞的设计与构建在生命细胞模拟方面具有重大意义,有助于对生命起源问题进行深入了解。巨型囊泡既拥有类似于所有生物细胞质膜的双分子层闭合结构,又与细胞的大小相近,所以目前被广泛地应用于生物膜功能模拟研究。同时,巨型囊泡很容易通过光学显微成像系统进行观察,使其在成像传感分析方面具有广阔的应用前景。目前,巨型囊泡体系主要分为脂质体和聚合物囊泡两类,然而用于制备脂质体的分子种类较少且不易于进一步化学修饰
学位
报纸
近年来,纳米技术的不断发展,为研究人员利用新型多功能纳米材料构建生物医药平台提供了新思路。借助纳米材料独特的物理化学性质,可有望实现其在精准医疗和临床诊断方面的应用。19F磁共振成像技术(19F MRI)既保留了~1H磁共振成像技术(~1H MRI)无创且组织穿透深的优点,又因生物体内无内源性氟原子的存在而具有零背景干扰的特点,是一种具有高空间分辨率的新型成像方式。将成像技术与治疗相结合可以进一步
学位
随着人类社会的快速发展,环境问题日益突出,可再生生物质资源的开发和利用已引起了广泛关注,其中对木质纤维素的研究发展尤为迅速。糠醛作为木质纤维素经过水解得到的重要生物质平台化合物,其转化产物在石油化工、环境能源等多个领域具有重要应用。糠醛经过选择性加氢反应可以得到2-甲基呋喃、糠醇等多种高附加值产物,目前对该反应的研究难点在于如何提高目标产物的选择性。相较于贵金属催化剂高昂的成本,镍基催化剂因其廉价
学位
各种有害物种和污染物造成的水质问题已经成为全球水体安全的重大隐患,电催化氧化技术因其高效、清洁和操作简单,被认为是未来分散式水净化的优势技术之一。基于电极原位产生活性氧实现水体的氧化和净化,对电极自身的活性、实用性和稳定性提出了极高的要求,这也是电催化氧化去除水中污染物的主要挑战。鉴于Magnèli相亚氧化钛(TinO2n-1)材料的高催化活性、高导电性和化学稳定性,它成为了一种有前途的电催化氧化
学位
人类对于能源和化石原料的需求持续增加,为了满足可持续发展的需要,人们逐渐把目光转向了生物质能源。生物乙醇已经被广泛应用于汽车燃料的添加。此外,生物乙醇可以通过进一步的催化反应来生产多种高附加值的化学品,以获得较高的经济价值。乙醇的氧化反应是生产高附加值化学品的反应途径之一。研究表明,贵金属催化剂材料(如Au、Pd、Ag等)的反应温度较低,氧的富集能力强,催化乙醇氧化反应的活性和选择性较高,但其稀缺
学位
催化剂的结构调控是构筑高性能催化剂的基础。近年来,研究者通过制备纳米结构或单原子尺度的高分散材料,并调节价态组成、配合位点状态、电子自旋态等电子结构,实现对反应机理的认识及高性能催化剂的结构设计。层状双金属氢氧化物(LDHs)具有结构有序性和组成可调性,并可以作为载体负载高分散贵金属催化剂,具有广泛的应用。本工作内容围绕层状双金属氢氧化物负载高分散贵金属颗粒的电子结构调控展开,旨在用电化学发光方法
学位
目的 总结苄星青霉素肌内注射治疗期间开展疼痛护理的干预方法与效果。方法 选择2019年5月—2020年5月天津市第二人民医院收治的70例采用苄星青霉素肌内注射治疗的患者作为研究对象,通过随机数字表法划分为观察组和对照组各35例,对照组采用常规护理干预,观察组在常规护理基础上采用疼痛护理干预。比较两组一次穿刺成功率、疼痛程度及护理服务满意度评分。结果 观察组一次穿刺成功率为97.14%,高于对照组的
期刊
气体传感器广泛地应用于人类的生产生活中,如化工生产中的过程控制、大气中气体的监测、物联网建设、临床医疗检测及诊断、环保救灾领域。对于气体传感器而言,其最核心的部件是敏感材料以及对应的转换装置,其中,敏感材料是决定此类气体传感器性质的关键部分,常用的敏感材料包括碳材料(r GO、SWCNTs、CNTs等)、金属氧化物陶瓷材料(ZnO、In2O3、Sn O2、Fe2O3、WO3、Ni O等)、二维材料
学位
由于金属-有机框架(metal-organic framework,MOF)具有结构多样、孔径可控、孔面可修饰和比表面积高等优点,MOF已在气体吸附、分离、催化、传感等应用中显示出巨大的潜力。但由于MOF通常被合成为结晶粉末,限制了其加工,不利于MOF的工业应用。迫切需要将MOF成形为粒料、涂层和纸片等不同的形式,同时保留或改善它们的特性,使其容易加工、处理和储存。将MOF成形为不同形式,也可使其
学位