【摘 要】
：
氢能是一种高效清洁的二次能源,在实现“碳中和”目标中起重要作用。硫碘循环被认为是未来实现大规模制氢的可行方法,面临的难题之一在于Bunsen反应产物（H2SO4/HI）难以分离,影响下一步反应进行。直接电解Bunsen反应产物是实现H2SO4和HI分离的有效方案,H2SO4/HI作为阳极电解液析出碘单质,H2SO4水溶液作为阴极电解液产生氢气。直接电解Bunsen反应产物的制氢方法既能解决硫碘循环
论文部分内容阅读
氢能是一种高效清洁的二次能源,在实现“碳中和”目标中起重要作用。硫碘循环被认为是未来实现大规模制氢的可行方法,面临的难题之一在于Bunsen反应产物（H2SO4/HI）难以分离,影响下一步反应进行。直接电解Bunsen反应产物是实现H2SO4和HI分离的有效方案,H2SO4/HI作为阳极电解液析出碘单质,H2SO4水溶液作为阴极电解液产生氢气。直接电解Bunsen反应产物的制氢方法既能解决硫碘循环中H2SO4/HI难以分离的问题,与电解水相比又能降低制氢的阳极过电位,减少能耗。电解离不开电催化剂的使用,我们迫切的需要制备成本低、耐酸性好、催化活性高的电催化电极材料。本文通过水热和高温煅烧的方法,制备泡沫镍、碳布基复合材料用作电解Bunsen反应产物制氢的阳极电极,获得以下研究成果:（1）以葡萄糖为碳源,通过水热法在泡沫镍表面包覆碳膜,制备碳膜/泡沫镍复合材料（C/NF）。该复合材料在电催化析碘过程中表现出较高的催化活性。1.0 V过电位下,铂电极电流密度约为0.5738 A/cm~2,而复合材料C/NF-160-6（水热反应温度160℃,葡萄糖添加量为6 g）电流密度可达0.9292 A/cm~2,是铂电极的1.62倍。纯泡沫镍耐酸性差,而修饰后的C/NF-160-6在12 h恒电位测试中表现出良好的稳定性,证明在酸性电解液中碳膜的包覆能够有效地保护材料。为提升复合材料的导电性,对C/NF-160-6进行高温碳化,煅烧过程中碳膜收缩形成碳球,得到碳球/泡沫镍复合材料（SC/NF-160-6-700,碳化温度为700℃）。与C/NF-160-6相比,SC/NF-160-6-700的电流密度提升了58.01%。然而,SC/NF-160-6-700表面碳球之间存在空隙,电解液与基底接触面积较大。因此,SC/NF-160-6-700的循环稳定性比C/NF-160-6差。（2）以葡萄糖为碳源,采用水热和高温碳化的方法制备碳/碳布复合材料（SC/CC）。碳布纤维表面包覆碳膜并原位生长碳球,碳膜的覆盖提升了材料的亲水性,碳球作为活性中心为材料提供更多活性位点。析碘反应中,1.0 V过电位下,复合材料SC/CC-4-800（葡萄糖添加量为4 g,碳化温度为800℃）的电流密度可达1.2464 A/cm~2,是铂电极的2.17倍,表现出优异电催化性能。经1000圈电化学循环后,仍能维持初始电流密度的93.52%,表现出较好的循环稳定性。碳/碳布复合材料在电解Bunsen反应产物制氢中显示出潜在的用途。（3）以葡萄糖为还原剂,硝酸银为银源,通过水热法和高温煅烧制备银/碳布复合材料（Ag/CC）。碳布纤维表面生长的球形银粒子不仅提升了碳布的导电性,而且为析碘反应提供更多活性位点。复合材料Ag/CC-1-0.33（葡萄糖添加量为1 g,硝酸银添加量为0.33 g）在1.0 V过电位下电流密度约为1.4614A/cm~2,是铂电极的2.49倍,表现出极佳的电催化性能。在经3000圈电化学循环后,仍能维持初始电流密度的97.56%,表现出优异的电化学稳定性。银/碳布复合材料可作为一种高效的电解Bunsen反应产物的阳极材料。
其他文献
受益于无人机的灵活性、安全性和低成本,低空无人机目标检测技术广泛应用于动植物保护、测绘和监控等领域。较之普通视频监控,低空无人机航拍场景复杂,摄像头距目标较远,导致目标模糊,目标信息表达不足,误检和漏检的情况严重。现有目标检测方法存在诸多不足,难以应对目标模糊挑战,具体包括:1)由于模糊目标的边缘细节信息缺失,模型难以从少量的边缘特征中获取准确的定位信息,影响定位精度。2)模糊目标的外观信息不足,
目标检测作为计算机视觉基础任务,广泛应用于人脸识别、无人驾驶、无人机视觉应用等各个领域。近年来通用目标检测成绩显著,但其应用锚框机制难以捕获充足的小目标样本,大量的超参数又使得网络难以训练。密集检测器对任意尺度目标具有良好的鲁棒性和泛化力,应用于小目标检测具有较大的潜力。然而目标尺度小、分辨率低,模型训练过程中存在多种不平衡,特征凸显困难,在以下几个方面存在明显不足:1)标签分配:密集检测器以固定
化学品是人类生活不可缺少的一部分。然而很多化学品由于误用、滥用或处置不当会损害人类健康和自然环境。酚类化合物是很多化学品合成过程的中间体,在自然界中,酚类化合物由于稳定的芳香环特性降解困难,一旦进入人体会引起机体慢性中毒。另外,广泛使用的多孔炭材料也具有潜在风险,尤其作为药物载体,易于在人体内富集,危害人体健康。催化氧化消除是一种利用催化氧化反应降解去除有害物质的技术,在污染物的去除以及复合材料的
随着工业社会的不断发展,温室效应以及能源危机成为了亟待解决的问题,人类急需寻找一种新的可持续能源。光电化学分解水制氢,将氢能源储存并加以利用,是一种解决目前能源问题的有效方法。目前,产氧半反应还是光电化学分解水反应的速控步骤,所以构筑高效、稳定的光阳极对整体光电化学分解水反应是具有决定性作用的。α-Fe2O3因其储量丰富,能带结构优异,理论光电流高（12.5m A/cm~2）,被认为是光电化学水氧
MRI图像配准是肿瘤患者整个放射治疗过程中的一个关键环节,该环节旨在将患者接受放射治疗前后两个时期的MRI进行图像配准。医生使用配准好的MRI与放疗后的MRI进行叠加对比,根据对比结果得到患者放射治疗的效果评估,而放疗效果的评估是医生对患者进行下一步医疗决策的基础依据。近年来图像配准的研究已经日益成熟,并从迭代优化的传统配准方法逐步发展到基于神经网络的配准方法。这些方法都是基于单视图数据获取图像间
CBCT生成伪CT任务是实现自适应放射治疗的关键步骤,旨在利用合成的伪CT进行剂量计算,及时修正、调整放射治疗计划。与CT相比,CBCT具有成像快、效率高且辐射剂量相对低的特点,对患者的身体额外损伤程度较小,但CBCT无可靠的电子密度,无法直接提供剂量计算,因此将CBCT合成伪CT在自适应放射治疗中是有必要的。CBCT生成伪CT任务最常用的方法是循环一致性生成对抗网络（Cycle GAN）以及基于
光热治疗是利用外部光源照射光热材料,将光能转化为热能,来抑制细菌生长或是杀死肿瘤细胞的一种治疗方法。近些年,多种金属氧化物和金属硫化物已经被成功地用于光热治疗,它们具有高光热转化效率、优异的光热稳定性、价格低廉以及易合成的优点。SnS2是一种典型的金属硫族半导体,具有六方Cd I2型晶体结构,带隙约为2.2 e V。由于SnS2具有优异的可见光吸收能力,它可以作为可见光驱动的光催化剂,然而,SnS
由于环境敏感性聚合物具有独特的物理和化学特性而被广泛应用,但目前对该聚合物的相行为机制的研究不够深入。基于前期有研究者使用聚丙二醇二缩水甘油醚（PPGDGE）、聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDGE）和乙醇胺（MEA）为主要单体,通过一锅法制备无规共聚物。该聚合物溶液的相变温度过高,不利于后续的研究与应用。因此在这基础上,设计新的合成路线,调整实验配料比,制备出性能良好的环境敏感性聚合物。本实验采用分
磁流变液（MRF）是一种磁响应型智能材料,具有良好的力学性质和可调节性,广泛应用于许多领域。羰基铁（CI）因其饱和磁化强度高,价格低廉成为MRF的首选材料,但CI密度较大,沉降问题严重,商业化应用受限。提高CI基MRF沉降稳定性以及探索沉降稳定性高且磁流变性能优异的其他替代材料成为当前研究重点。各种提高稳定性的方法（如涂层技术、添加剂等）会使磁流变性减弱,同时相应的工艺复杂,成本较高,限制其发展应
表面辅助激光解吸/电离质谱（surface-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry,SALDI-MS）是一种软电离分析技术,适用于小分子的痕量分析。为了提高SALDI-MS检测小分子的性能,已经探索了多种基底,包括半导体、碳、金属和复合材料。其中,硅基材料具有独特的光学、电学以及表面化学性质,可以被加工成各种形态可控的结构,且其