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Recent advances and future prospects on Ni_(3)S_(2)-Based electrocatalysts for efficient alkaline water electrolysis 被引量:1
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作者 Shiwen Wang Zhen Geng +4 位作者 Songhu Bi Yuwei Wang Zijian Gao Liming Jin Cunman Zhang 《Green Energy & Environment》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第4期659-683,共25页
Green hydrogen(H_(2))produced by renewable energy powered alkaline water electrolysis is a promising alternative to fossil fuels due to its high energy density with zero-carbon emissions.However,efficient and economic... Green hydrogen(H_(2))produced by renewable energy powered alkaline water electrolysis is a promising alternative to fossil fuels due to its high energy density with zero-carbon emissions.However,efficient and economic H_(2) production by alkaline water electrolysis is hindered by the sluggish hydrogen evolution reaction(HER)and oxygen evolution reaction(OER).Therefore,it is imperative to design and fabricate high-active and low-cost non-precious metal catalysts to improve the HER and OER performance,which affects the energy efficiency of alkaline water electrolysis.Ni_(3)S_(2) with the heazlewoodite structure is a potential electrocatalyst with near-metal conductivity due to the Ni–Ni metal network.Here,the review comprehensively presents the recent progress of Ni_(3)S_(2)-based electrocatalysts for alkaline water electrocatalysis.Herein,the HER and OER mechanisms,performance evaluation criteria,preparation methods,and strategies for performance improvement of Ni_(3)S_(2)-based electrocatalysts are discussed.The challenges and perspectives are also analyzed. 展开更多
关键词 Alkaline water electrolysis HYDROGEN ELECTROCATALYsTs ni_(3)s_(2)
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综合教学实验设计:Ni_(3)S_(2)/MoS_(2)异质结制备及电催化析氢
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作者 蒙涛 唐然肖 《广州化工》 CAS 2024年第2期243-245,共3页
积极响应国家“碳中和”和“碳达峰”时代战略,满足社会对高素质毕业生的需求,结合科学研究前沿热点领域,本文设计并制备了Ni_(3)S_(2)/MoS_(2)异质结催化剂及其碱性析氢反应(HER)性能评价的综合实验。实验以水热法合成Mo-Ni球形前驱体... 积极响应国家“碳中和”和“碳达峰”时代战略,满足社会对高素质毕业生的需求,结合科学研究前沿热点领域,本文设计并制备了Ni_(3)S_(2)/MoS_(2)异质结催化剂及其碱性析氢反应(HER)性能评价的综合实验。实验以水热法合成Mo-Ni球形前驱体,经高温煅烧得到Ni_(3)S_(2)/MoS_(2)异质结纳米球,通过控制钼源、镍源比例可控地合成了Ni_(3)S_(2)/MoS_(2)-1和Ni_(3)S_(2)/MoS_(2)-2,实现了对界面结构的控制和优化。本实验涉及多学科专业知识,并紧随科研前沿,有助于推动学科交叉和知识融合,期望改变传统化学实验与时代脱轨的现状,激发学生学习热情,提高学生综合素质。 展开更多
关键词 综合实验设计 ni_(3)s_(2)/Mos_(2) 异质界面 电催化析氢
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纳米片状Fe-Ni_(3)S_(2)的制备及其析氧性能研究
3
作者 李秋 吴方 +2 位作者 葛金龙 秦英月 易孟 《长春师范大学学报》 2024年第8期93-98,共6页
以泡沫镍为基底和镍源,利用一步水热硫化方法,制备出具有自支撑特点的铁掺杂的Ni_(3)S_(2)纳米片。利用XRD、SEM、Raman等测试手段对系列催化剂的结构、形貌进行表征分析,并测试其析氧活性。相比于单一的Ni_(3)S_(2),铁掺杂的Ni_(3)S_(2... 以泡沫镍为基底和镍源,利用一步水热硫化方法,制备出具有自支撑特点的铁掺杂的Ni_(3)S_(2)纳米片。利用XRD、SEM、Raman等测试手段对系列催化剂的结构、形貌进行表征分析,并测试其析氧活性。相比于单一的Ni_(3)S_(2),铁掺杂的Ni_(3)S_(2)具有优异的析氧活性。其中Fe-Ni_(3)S_(2)-1具有最佳的催化性能,达到10 mA·cm^(-2)和100 mA·cm^(-2)的电流密度,所需的过电势分别为231 mV和275 mV,Tafel斜率达到31.3 mV·dec^(-1),同时Fe-Ni_(3)S_(2)-1具有很好的稳定性。 展开更多
关键词 析氧反应 ni_(3)s_(2) 电解水 水热制备 铁掺杂
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活性金属Ni d电荷密度对Ni_(2)P/Al_(2)O_(3)催化剂菲加氢性能的影响 被引量:1
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作者 荆洁颖 李泽 +1 位作者 赵泽敏 张雨 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期102-113,共12页
高温煤焦油中菲含量高,将菲深度加氢饱和得到全氢菲,可提升菲利用率,且全氢菲密度大,热值高,可作为喷气燃料理想组分。然而,在菲加氢反应过程中菲与中间加氢产物的竞争吸附不利于菲在催化剂上吸附活化,且对称八氢菲进一步加氢是菲加氢... 高温煤焦油中菲含量高,将菲深度加氢饱和得到全氢菲,可提升菲利用率,且全氢菲密度大,热值高,可作为喷气燃料理想组分。然而,在菲加氢反应过程中菲与中间加氢产物的竞争吸附不利于菲在催化剂上吸附活化,且对称八氢菲进一步加氢是菲加氢饱和过程的速控步骤,其吸附活化困难不易解决,催化剂活性难以满足加氢需求。根据稠环芳烃与过渡金属间π络合吸附机理,在反应物吸附活化过程中,稠环芳烃分子和活性金属分别充当电子供体和电子受体,故Ni基催化剂中活性金属Ni处于缺电子状态时利于生成全氢菲,但关于Ni缺电子量及其电子结构如何影响催化剂菲、对称八氢菲加氢性能的原因需进一步探究。此外,基于负载型Ni_(2)P催化剂稳定性高、耐硫、耐氮性强等优势,采用次磷酸盐歧化法通过调变P/Ni物质的量比制备具有不同Ni d电荷密度的Ni2P/Al_(2)O_(3)催化剂,考察Ni d电荷密度对菲、对称八氢菲吸附和反应性能的影响规律。结果表明,在320℃、5 MPa、空速1 309 h-1反应条件下,Ni-2.5P/Al_(2)O_(3)催化剂转换频率fTO最高(44.64×10^(-3)s^(-1))。通过吸附活化熵描述菲、对称八氢菲与催化剂表面间相互作用强度,发现菲、对称八氢菲在不同Ni-xP/Al_(2)O_(3)催化剂表面吸附强度不同。通过定量计算Ni d电荷密度,明确了Ni2P/Al_(2)O_(3)催化剂用于菲加氢反应时适宜Ni d电荷密度约-0.24 e,对称八氢菲加氢反应适宜的Ni d电荷密度约-0.05 e。 展开更多
关键词 加氢饱和 ni_(2)P/Al_(2)O_(3)催化剂 d电荷密度 全氢菲
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Sb_(2)S_(3)/石墨烯负极材料的制备及其储钠性能研究
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作者 王旭 杨观华 +2 位作者 李翼宏 张志国 张杰 《广西科技大学学报》 CAS 2024年第1期106-112,共7页
钠离子电池(sodium-ion batteries,SIBs)具有成本低的潜在优势,有望成为替代锂离子电池(lithium ion batteries,LIBs)的储能设备。为提升钠离子电池的性能,开发出适应钠离子脱嵌的负极材料尤为重要。硫化锑(Sb_(2)S_(3))因其理论比容量... 钠离子电池(sodium-ion batteries,SIBs)具有成本低的潜在优势,有望成为替代锂离子电池(lithium ion batteries,LIBs)的储能设备。为提升钠离子电池的性能,开发出适应钠离子脱嵌的负极材料尤为重要。硫化锑(Sb_(2)S_(3))因其理论比容量高被认为是较好的钠离子电池负极材料。本文使用简单水热法将Sb_(2)S_(3)与石墨烯复合,制备Sb_(2)S_(3)/石墨烯复合材料(Sb_(2)S_(3)/Gr)。结果表明:Sb_(2)S_(3)/Gr作为钠离子电池负极时,不仅表现出良好的电导率(3.5×10~(-3)S/cm)和钠离子扩散速率(4.853×10~(-13)cm~2/s),而且在0.5 A/g的电流密度下,首圈库伦效率为76.27%,经150次循环后的比容量稳定在488 m A·h/g,表现出较高的比容量。Sb_(2)S_(3)/Gr复合材料表现出了极大的应用潜力,为高性能钠离子电池负极材料的研发提供了一定的参考价值。 展开更多
关键词 钠离子电池 硫化锑(sb_(2)s_(3)) 石墨烯 负极材料
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内电场增强管状Z型In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)异质结的可控合成及光催化性能
6
作者 牛志睿 彭欣悦 +4 位作者 王思雯 李孝义 雪文靖 夏国珺 袁淮钶 《延安大学学报(自然科学版)》 2024年第3期1-9,共9页
构建具有特殊形貌和增强内电场的异质结材料可以有效提高光催化剂的光生电子-空穴对的分离效率,从而提升光催化活性。采用两步溶剂热+热解可控合成了金属有机骨架(MOFs)衍生的Z型In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)异质结,利用表征分析、光催化降... 构建具有特殊形貌和增强内电场的异质结材料可以有效提高光催化剂的光生电子-空穴对的分离效率,从而提升光催化活性。采用两步溶剂热+热解可控合成了金属有机骨架(MOFs)衍生的Z型In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)异质结,利用表征分析、光催化降解实验对构建的异质结物相、形貌、光学特性和活性进行了系统研究。结果表明,管状形貌的In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)具有强的光吸收响应,在In_(2)O_(3)和In_(2)S_(3)界面处形成的强内电场抑制了光生电子-空穴对的复合。在可见光照射下,质量比1∶1的In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)表现出最优异的光催化活性,在60 min内对盐酸四环素(TCH)的降解率达到68.44%,反应动力学常数分别比In_(2)O_(3)和In_(2)S_(3)提高了29.8和3.2倍,经3次循环表现出良好的稳定性。电化学测试和自由基捕获试验表明,In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)异质结内电场强度相比In_(2)O_(3)和In_(2)S_(3)分别提高了3.89和2.42倍,超氧自由基(·O_(2)^(-))和空穴(h^(+))是光催化过程中主要活性物质。该研究为强内电场异质结的高效光催化剂可控合成提供了一种有效策略。 展开更多
关键词 光催化 MOFs衍生物 In_(2)O_(3)/In_(2)s_(3) 异质结 内电场
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构筑富含阳离子缺陷的贫P-Ni_(2)P和富P-CoP_(3)异质结用于增强尿素/肼电催化氧化反应
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作者 谭雯娟 叶勇 +7 位作者 孙秀娟 刘备 周佳佳 廖海龙 吴秀琳 丁锐 刘恩辉 高平 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第6期63-66,共4页
废水中存在的肼和尿素会对环境造成严重污染。利用电化学氧化技术处理含肼和尿素的废水,既可以有效处理废水,实现氮循环,又能将肼和尿素作为新型燃料,有助于新能源的发展。然而,目前实现肼氧化(HzOR)和尿素氧化(UOR)的电化学技术仍存在... 废水中存在的肼和尿素会对环境造成严重污染。利用电化学氧化技术处理含肼和尿素的废水,既可以有效处理废水,实现氮循环,又能将肼和尿素作为新型燃料,有助于新能源的发展。然而,目前实现肼氧化(HzOR)和尿素氧化(UOR)的电化学技术仍存在挑战。因此,开发低成本、高效且稳定性好的电催化剂是实现这一技术的先决条件。在本文中,我们采用水热-碱刻蚀-磷化的三步方法,制备了一种富含阳离子缺陷的双金属磷化物Ni_(2)P/CoP_(3)催化剂(简称Ni_(2)P/CoP_(3)-Zn^(vac)),并将其应用于肼氧化和尿素氧化。该催化剂由贫磷的Ni_(2)P和富磷的CoP_(3)两种不同性质的磷化物组成。CoP_(3)中富集的磷含有大量的负电荷,有利于吸附带正电荷的中间物种;而Ni_(2)P中磷含量较少,金属含量高,具有良好的导电性,可以确保快速的反应动力学。通过物理表征和电化学测试,证实了Ni_(2)P/CoP_(3)的成功合成和其独特的电子结构。电子顺磁测试(EPR)证明了阳离子空位的存在,大量的阳离子空位缺陷有助于增加活性位点的数量,从而提升催化性能。因此,该催化剂在肼氧化和尿素氧化方面表现出色。仅需-47 mV(HzOR)和1.311 V(UOR)的电位即可产生10 mA·cm^(-2)的电流密度。Tafel斜率分别为54.3 mV·dec^(-1)(HzOR)和37.24 mV·dec^(-1)(UOR)。Ni_(2)P/CoP_(3)-Zn^(vac)在HzOR和UOR方面的性能远优于单独的Ni_(2)P和CoP_(3),也优于未经碱刻蚀的镍钴磷化物。基于以上的测试结果,我们将Ni_(2)P/CoP_(3)-Zn^(vac)催化剂应用于直接肼燃料电池(DHzFC)和直接尿素-双氧水燃料电池(DUHPFC)的阳极,测试表明DHzFC和DUHPFC的最大功率密度分别为229.01和16.22mW·cm^(-2)。更为重要的是,DHzFC和DUHPFC能够稳定工作24 h,性能几乎不衰退。此外,Ni_(2)P/CoP_(3)-Zn^(vac)材料还可应用于自制的锌-肼燃料电池,并展示出良好的实际应用潜力。综上所述,本研究通过一系列方法制备了Ni_(2)P/CoP_(3)-Zn^(vac)催化剂,该催化剂在肼氧化和尿素氧化方面具有优异性能。这项工作为设计高效且稳定性好的肼氧化和尿素氧化电催化剂提供了新的思路。 展开更多
关键词 ni_(2)P/CoP_(3)异质结 阳离子空位缺陷 碱刻蚀 肼氧化 尿素氧化
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坡缕石-In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)复合材料光催化降解甲基橙
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作者 王涛 胡美凤 +2 位作者 文娜 常玥 查飞 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1824-1832,共9页
以In_(2)O_(3)、硫代乙酰胺、坡缕石(PGS)为原料,采用水热法制备了PGS负载In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)的复合材料(PGS-In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)),通过XRD、SEM、TEM、BET、紫外-可见漫反射光谱对PGS-In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)进行了表征,测... 以In_(2)O_(3)、硫代乙酰胺、坡缕石(PGS)为原料,采用水热法制备了PGS负载In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)的复合材料(PGS-In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)),通过XRD、SEM、TEM、BET、紫外-可见漫反射光谱对PGS-In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)进行了表征,测试了其电化学交流阻抗谱(EIS),考察了不同酸化PGS质量分数(以酸化PGS和In_(2)O_(3)总质量计,下同)的PGS-In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)光催化降解甲基橙(MO)的性能、抗离子干扰和循环使用性能。结果表明,PGS-In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)的In_(2)O_(3)颗粒表面附着木耳状In_(2)S_(3)纳米片及针状PGS,其在200~580 nm区域有较强的光吸收。PGS质量分数为50%的50%PGS-In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)具有最佳的光催化降解MO活性,在可见光下照射30 min,20 mg50%PGS-In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)对30 m L质量浓度为20 mg/L的MO水溶液的光催化降解率为98.8%。超氧基自由基(·O_(2)^(-))、空穴(h^(+))是50%PGS-In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)光催化降解MO的主要活性物种,除H_(2)PO_(4)^(-)外,溶液中Cl^(-)、Na^(+)等常见离子对其光催化降解MO没有影响;50%PGS-In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)对孔雀石绿、罗丹明B、结晶紫、亚甲基蓝等染料均表现出较好的物理吸附和光催化降解效果。PGS与In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)间的内置电场降低了In_(2)O_(3)/In_(2)S_(3)光生载流子的复合率。 展开更多
关键词 In_(2)O_(3)/In_(2)s_(3) 坡缕石 光催化剂 光降解 染料 水处理技术
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Cr_(2)S_(3)催化H_(2)S分解制氢的活性与动力学研究
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作者 杨雨鑫 吴潘 +5 位作者 唐思扬 钟山 蒋炜 何坚 刘长军 梁斌 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期17-24,共8页
目的将H_(2)S分解制氢既能解决废气污染问题,又能实现其资源化的高值利用。制备中低温段高效稳定的H_(2)S分解催化剂,掌握其催化动力学行为,有助于构建硫化学链促进的H_(2)S高效分解的新工艺。方法采用溶液燃烧法制备了Cr_(2)S_(3)催化... 目的将H_(2)S分解制氢既能解决废气污染问题,又能实现其资源化的高值利用。制备中低温段高效稳定的H_(2)S分解催化剂,掌握其催化动力学行为,有助于构建硫化学链促进的H_(2)S高效分解的新工艺。方法采用溶液燃烧法制备了Cr_(2)S_(3)催化剂,通过XRD、BET和SEM/EDS等方法表征了催化剂组成和结构,同时通过实验考查其在H_(2)S催化分解制氢中的催化性能、稳定性以及反应动力学,并研究了制备时燃料比例对催化剂性能的影响。结果在φ(H_(2)S)=5%,气体空速(GHSV)=24000 h^(−1)的反应条件下,Cr_(2)S_(3)-T1.50具有最高的H2S转化率,在800℃时可达16.01%,并且无其他副反应;反应动力学分析表明,Cr_(2)S_(3)-T1.50催化H_(2)S分解的表观活化能为50.7 kJ/mol。结论溶液燃烧法制备出的Cr_(2)S_(3)催化剂在400~800℃具有极好的活性和稳定性,能够极大地降低H_(2)S分解的表观活化能。 展开更多
关键词 硫化氢(H_(2)s) 溶液燃烧合成 硫化铬(Cr_(2)s_(3)) 氢气(H_(2)) 反应动力学
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硫缺陷型In_(2)S_(3)光催化剂高效分解水制氢研究
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作者 王凤娇 闫良霖 +3 位作者 耿来红 刘建华 毕迎普 董国俊 《分子催化(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期215-223,I0001,I0002,共11页
缺陷工程被认为是提高光催化剂分解水制氢性能的关键策略之一,然而有关缺陷诱导半导体材料电子结构演变并增强光生载流子传输机制尚不明确.我们通过简单的一步水热合成法成功构建了富含S缺陷的In_(2)S_(3)半导体光催化剂(V_(S)-In_(2)S_... 缺陷工程被认为是提高光催化剂分解水制氢性能的关键策略之一,然而有关缺陷诱导半导体材料电子结构演变并增强光生载流子传输机制尚不明确.我们通过简单的一步水热合成法成功构建了富含S缺陷的In_(2)S_(3)半导体光催化剂(V_(S)-In_(2)S_(3)),在模拟太阳光辐照下其光催化分解水产氢性能相比传统的In_(2)S_(3)(P-In_(2)S_(3))提升了近一个数量级(达到221.18μmol∙g^(−1)∙h^(−1)).此外,利用自主研发的原位X射线光电子能谱(SI-XPS)结合相关密度泛函理论计算证实:S缺陷可诱导强还原性的低价态In(In^((3−x)+))暴露,进而增强In位点对H_(2)O的吸附和活化能力,因此,S缺陷型In_(2)S_(3)表现出显著增强的光催化析氢活性.此外,可视化观测到H_(2)分子在原位光照下脱质子转化为OH的分解水制氢过程.该研究为缺陷型光催化剂设计及光催化分解水反应机制和过程研究提供了一定的见解. 展开更多
关键词 光催化 s缺陷 硫化铟 电子结构 析氢反应
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半导体光电材料B_(2)S_(3)在离子电池中的应用性质研究
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作者 依力亚斯·阿不都尔依木 陈长城 +2 位作者 高林淞 云雄飞 芦鹏飞 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期884-890,共7页
为了满足新型可再生能源技术对电极材料具有合适的结构、电子和机械性能的要求,采用第一性原理,计算研究了具有动态、机械和热稳定性B_(2)S_(3)半导体光电材料的电化学性能及其潜在应用。结果表明,作为阳极材料,B_(2)S_(3)单层具有合适... 为了满足新型可再生能源技术对电极材料具有合适的结构、电子和机械性能的要求,采用第一性原理,计算研究了具有动态、机械和热稳定性B_(2)S_(3)半导体光电材料的电化学性能及其潜在应用。结果表明,作为阳极材料,B_(2)S_(3)单层具有合适的存储容量(Li:227.2 mAh/g;Na:340.8 mAh/g)、超低扩散势垒(Li:0.23 eV;Na:0.14 eV)和低平均开路电压(Li:0.515 eV;Na:0.162 eV),在充放电过程中具有相对较小的晶格变化(Li:2.5%;Na:2.1%);在不同浓度的锂/钠离子吸附下,B_(2)S_(3)单层的金属特性保持不变,具有良好的导电性和电池运行稳定性,表明B_(2)S_(3)半导体光电材料是一种有吸引力的锂/钠离子电池阳极候选材料。B_(2)S_(3)单层的优异特性可促使进一步探索其作为锂/钠离子电池阳极材料的应用。 展开更多
关键词 材料 锂/钠离子电池 第一性原理 B_(2)s_(3)
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蔗渣纤维素基Zn_(3)In_(2)S_(6)光催化降解2,4-二氯苯酚的研究
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作者 颜寒晖 梁吟娜 +3 位作者 熊建华 郭士光 杨崎峰 王双飞 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期45-52,共8页
文章研究采用蔗渣纤维素和Zn_(3)In_(2)S_(6)为原料,通过化学交联法成功制备了蔗渣纤维素基Zn_(3)In_(2)S_(6)(SBC@ZIS)光催化剂,并利用SBC@ZIS光催化降解2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)。运用FT-IR、紫外可见漫反射、SEM-EDS、XPS和XRD对SBC@ZI... 文章研究采用蔗渣纤维素和Zn_(3)In_(2)S_(6)为原料,通过化学交联法成功制备了蔗渣纤维素基Zn_(3)In_(2)S_(6)(SBC@ZIS)光催化剂,并利用SBC@ZIS光催化降解2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)。运用FT-IR、紫外可见漫反射、SEM-EDS、XPS和XRD对SBC@ZIS物理特性进行表征,并运用高效液相色谱和TOC分析SBC@ZIS降解2,4-DCP的性能。FT-IR和XRD结果证实了SBC与ZIS的结合未显著改变ZIS的结构。通过SEM-EDS表征发现,SBC载体上具有O、C、Zn、In和S元素,在XPS表征中,SBC@ZIS表现出与ZIS同样的衍射峰,两者表征均证明了ZIS很好地负载在SBC上。紫外可见漫反射表明ZIS固定于SBC后,其光吸收范围发生了红移,即从524 nm红移至600 nm,表明SBC@ZIS有利于提高ZIS在可见光下的吸收范围。通过单因素实验可知,在最优条件下,SBC@ZIS对2,4-DCP(50 mg/L)的降解率可达87%,相较于单独ZIS光催化提高了10个百分点。并且总有机碳的去除率达到了71%,相较于ZIS提高了17个百分点。将Zn_(3)In_(2)S_(6)负载于蔗渣纤维素上,有利于提高回收利用性和光催化性能,为2,4-DCP的高效降解提供一种新的思路。 展开更多
关键词 Zn_(3)In_(2)s_(6) 蔗渣纤维素基sBC 2 4-二氯苯酚 光催化降解
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LiNbO_(3)棒辅助型As_(2)S_(3)光子晶体光纤中的超连续谱
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作者 段博 董洁 +1 位作者 刘庆敏 侯尚林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期2752-2762,共11页
为使中红外超连续谱谱宽连续可调,本文提出了一种以As_(2)S_(3)材料为基底材料,光轴方向与光纤的轴向一致的LiNbO_(3)晶体棒辅助型的光子晶体光纤。采用有限元法计算了外加轴向电场对光纤色散、有效模场面积以及非线性系数的影响,模拟... 为使中红外超连续谱谱宽连续可调,本文提出了一种以As_(2)S_(3)材料为基底材料,光轴方向与光纤的轴向一致的LiNbO_(3)晶体棒辅助型的光子晶体光纤。采用有限元法计算了外加轴向电场对光纤色散、有效模场面积以及非线性系数的影响,模拟了光脉冲在光纤中的传输演化,分析了外加轴向电场对超连续谱的谱宽和相干性的可调谐性。结果表明相同泵浦条件下光纤的占空比为0.6时超连续谱的谱宽与调谐范围均高于其他结构。当光纤中注入脉冲的峰值功率为5 kW,脉冲宽度100 fs,中心波长3.5μm的泵浦脉冲后,电场强度为40×10^(8) V/m时光纤可产生超连续谱谱宽达到2.2420μm,比未加电场时增大176.30 nm。外加电场会使超连续谱在长波段提高超连续谱的相干性,相干因子趋近于1。可以获得谱宽连续可调的中红外超连续光源,并在传感检测与生物医学等领域有潜在的应用。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 超连续谱 可调谐光谱 铌酸锂 三硫化二砷
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射频等离子体改性制备S_(2)O_(2)-8/SnO_(2)-Al_(2)O_(3)固体超强酸催化剂的研究
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作者 张旭东 李秀兰 +2 位作者 朱长辉 田保河 朱文超 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期139-144,共6页
采用低温陈化法制备S_(2)O_(2)-8/SnO_(2)-Al_(2)O_(3)固体超强酸催化剂,利用射频等离子体技术对其进行改性后催化L-酪氨酸与甲醇的酯化反应。利用Hammett指示剂法、XRD、HRTEM、BET、FT-IR、Py-IR和NH_(3)-TPD等对改性前后的催化剂进... 采用低温陈化法制备S_(2)O_(2)-8/SnO_(2)-Al_(2)O_(3)固体超强酸催化剂,利用射频等离子体技术对其进行改性后催化L-酪氨酸与甲醇的酯化反应。利用Hammett指示剂法、XRD、HRTEM、BET、FT-IR、Py-IR和NH_(3)-TPD等对改性前后的催化剂进行表征。结果表明,经射频等离子体改性后的催化剂颗粒分散性更好、粒径更小(4.32 nm)、比表面积更大(104.4 m^(2)/g)、总酸量更高(142.9μmol/g)。在温度为180℃、压力为1 MPa的条件下,射频等离子体改性后的催化剂催化L-酪氨酸甲酯化反应6 h后L-酪氨酸甲酯产率可达92%。 展开更多
关键词 固体超强酸 s_(2)O_(2)-8/snO_(2)-Al_(2)O_(3) 射频等离子体 酯化反应
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Enhancing potassium-ion storage of Bi_(2)S_(3) through external–internal dual synergism: Ti_(3)C_(2)T_(x) compositing and Cu^(2+) doping
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作者 Dawei Sha Yurong You +5 位作者 Rongxiang Hu Jianxiang Ding Xin Cao Yuan Zhang Long Pan ZhengMing Sun 《Carbon Energy》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第9期39-51,共13页
Potassium-ion batteries(PIBs)offer a cost-effective and resource-abundant solution for large-scale energy storage.However,the progress of PIBs is impeded by the lack of high-capacity,long-life,and fast-kinetics anode ... Potassium-ion batteries(PIBs)offer a cost-effective and resource-abundant solution for large-scale energy storage.However,the progress of PIBs is impeded by the lack of high-capacity,long-life,and fast-kinetics anode electrode materials.Here,we propose a dual synergic optimization strategy to enhance the K^(+)storage stability and reaction kinetics of Bi_(2)S_(3) through two-dimensional compositing and cation doping.Externally,Bi_(2)S_(3) nanoparticles are loaded onto the surface of three-dimensional interconnected Ti_(3)C_(2)T_(x) nanosheets to stabilize the electrode structure.Internally,Cu^(2+)doping acts as active sites to accelerate K^(+)storage kinetics.Various theoretical simulations and ex situ techniques are used to elucidate the external–internal dual synergism.During discharge,Ti_(3)C_(2)T_(x) and Cu^(2+)collaboratively facilitate K+intercalation.Subsequently,Cu^(2+)doping primarily promotes the fracture of Bi2S3 bonds,facilitating a conversion reaction.Throughout cycling,the Ti_(3)C_(2)T_(x) composite structure and Cu^(2+)doping sustain functionality.The resulting Cu^(2+)-doped Bi2S3 anchored on Ti_(3)C_(2)T_(x)(C-BT)shows excellent rate capability(600 mAh g^(-1) at 0.1 A g^(–1);105 mAh g^(-1) at 5.0 A g^(-1))and cycling performance(91 mAh g^(-1) at 5.0 A g^(-1) after 1000 cycles)in half cells and a high energy density(179 Wh kg–1)in full cells. 展开更多
关键词 Bi_(2)s_(3) cation doping potassium-ion batteries synergic mechanism Ti_(3)C_(2)T_(x)compositing
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Two-dimensional layered In_(2)P_(3)S_(9): A novel superior anode material for sodium-ion batteries
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作者 Longsheng Zhong Hongneng Chen +4 位作者 Yanzhe Sheng Yiting Sun Yanhe Xiao Baochang Cheng Shuijin Lei 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期294-304,I0008,共12页
Developing reliable and efficient anode materials is essential for the successfully practical application of sodium-ion batteries.Herein,employing a straightforward and rapid chemical vapor deposition technique,two-di... Developing reliable and efficient anode materials is essential for the successfully practical application of sodium-ion batteries.Herein,employing a straightforward and rapid chemical vapor deposition technique,two-dimensional layered ternary indium phosphorus sulfide(In_(2)P_(3)S_(9)) nanosheets are prepared.The layered structure and ternary composition of the In_(2)P_(3)S_(9) electrode result in impressive electrochemical performance,including a high reversible capacity of 704 mA h g^(-1) at 0.1 A g^(-1),an outstanding rate capability with 425 mA h g^(-1) at 5 A g^(-1),and an exceptional cycling stability with a capacity retention of88% after 350 cycles at 1 A g^(-1).Furthermore,sodium-ion full cell also affords a high capacity of 308 and114 mA h g^(-1) at 0.1 and 5 A g^(-1).Ex-situ X-ray diffraction and ex-situ high-resolution transmission electron microscopy tests are conducted to investigate the underlying Na-storage mechanism of In_(2)P_(3)S_(9).The results reveal that during the first cycle,the P-S bond is broken to form the elemental P and In_(2)S_(3),collectively contributing to a remarkably high reversible specific capacity.The excellent electrochemical energy storage results corroborate the practical application potential of In_(2)P_(3)S_(9) for sodium-ion batteries. 展开更多
关键词 Metal thiophosphate In_(2)P_(3)s_(9) Anode material sodium-ion battery Full cell
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Photocatalytic seawater splitting by 2D heterostructure of ZnIn_(2)S_(4)/WO_(3) decorated with plasmonic Au for hydrogen evolution under visible light
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作者 Huiqin An Yanjun Wang +9 位作者 Xing Xiao Jiaxin Liu Zhiyao Ma Tianxin Gao Wanyu Hong Lizhi Zhao Hong Wang Qingjun Zhu Shanshan Chen Zhen Yin 《Journal of Energy Chemistry》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第6期55-63,I0003,共10页
Photocatalytic H_(2) evolution from seawater splitting presents a promising approach to tackle the fossil energy crisis and mitigate carbon emission due to the abundant source of seawater and sunlight on the earth.How... Photocatalytic H_(2) evolution from seawater splitting presents a promising approach to tackle the fossil energy crisis and mitigate carbon emission due to the abundant source of seawater and sunlight on the earth.However,the development of efficient photocatalysts for seawater splitting remains a formidable challenge.Herein,a 2D/2D ZnIn_(2)S_(4)/WO_(3)(ZIS/WO_(3))heterojunction nanostructure is fabricated to efficiently separate the photoinduced carriers by steering electron transfer from the conduction band minimum of WO_(3) to the valence band maximum of ZIS via constructing internal electric field.Subsequently,plasmonic Au nanoparticles(NPs)as a novel photosensitizer and a reduction cocatalyst are anchored on ZIS/WO_(3) surface to further enhance the optical absorption of ZIS/WO_(3) heterojunction and accelerate the catalytic conversion.The obtained Au/ZIS/WO_(3) photocatalyst exhibits an outstanding H_(2) evolution rate of 2610.6 or 3566.3μmol g^(-1)h~(-1)from seawater splitting under visible or full-spectrum light irradiation,respectively.These rates represent an impressive increase of approximately 7.3-and 6,6-fold compared to those of ZIS under the illumination of the same light source.The unique 2D/2D structure,internal electric field,and plasmonic metal modification together boost the photocatalytic H_(2) evolution rate of Au/ZIS/WO_(3),making it even comparable to H_(2) evolution from pure water splitting.The present work sheds light on the development of efficient photocatalysts for seawater splitting. 展开更多
关键词 Photocatalytic seawater splitting 2D/2D Znin_(2)s_(4)/WO_(3) surface plasmon resonance effect Interfacial electric field
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Bi_(2)S_(3)/K-C_(3)N_(4)纳米棒复合材料对甲醛的光降解
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作者 闫刚 胡维 《辽宁化工》 CAS 2024年第8期1223-1226,共4页
通过控制复合物中Bi_(2)S_(3)与K-C_(3)N_(4)的比例,制备了不同负载比的Bi_(2)S_(3)/K-C_(3)N_(4)复合物。采用XRD、TEM、SEM和UV-Vis-DRS等技术对催化剂的晶相、形貌进行表征,并以甲醛为降解对象,评价其可见光催化活性。结果表明,在可... 通过控制复合物中Bi_(2)S_(3)与K-C_(3)N_(4)的比例,制备了不同负载比的Bi_(2)S_(3)/K-C_(3)N_(4)复合物。采用XRD、TEM、SEM和UV-Vis-DRS等技术对催化剂的晶相、形貌进行表征,并以甲醛为降解对象,评价其可见光催化活性。结果表明,在可见光照射下,Bi_(2)S_(3)/K-C_(3)N_(4)-0.07复合光催化剂在60 min内对甲醛气体的降解率达到了78%,远高于纯Bi_(2)S_(3)和K-C_(3)N_(4)。对复合物的形貌、性能进行了详细的讨论并进一步阐明了光催化降解机理。 展开更多
关键词 Bi_(2)s_(3) K-C3N4 甲醛 光催化
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一种导电MOF Ni_(3)(HITP)2纳米片的多巴胺电化学传感性能研究
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作者 曹琳安 霍云飞 +1 位作者 魏敏 陈璐 《宁夏师范学院学报》 2024年第10期56-63,共8页
采用溶剂热法在碳纸上制备一种导电MOF Ni_(3)(HITP)2纳米片.通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱、X射线光电子能谱等表征所制备的Ni_(3)(HITP)2形貌和晶体结构.基于其兼具导电性和多孔性的优势,将生长在碳纸上的N... 采用溶剂热法在碳纸上制备一种导电MOF Ni_(3)(HITP)2纳米片.通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱、X射线光电子能谱等表征所制备的Ni_(3)(HITP)2形貌和晶体结构.基于其兼具导电性和多孔性的优势,将生长在碳纸上的Ni_(3)(HITP)2作为工作电极构建电化学传感器,并首次用于多巴胺检测.结果表明,传感器对多巴胺检测的线性范围在10~300μmol·L^(-1),检出限为0.025μmol·L^(-1),灵敏度为1.6μA·μmoL·^(-1)·cm^(-2),并具有良好的重复性和再现性. 展开更多
关键词 导电MOF ni_(3)(HITP)2 电化学传感器 多巴胺检测
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Self-assembled S-scheme In_(2.77)S_(4)/K^(+)-doped g-C_(3)N_(4)photocatalyst with selective O_(2) reduction pathway for efficient H_(2)O_(2) production using water and air
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作者 Qiqi Zhang Hui Miao +2 位作者 Jun Wang Tao Sun Enzhou Liu 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第8期176-189,共14页
The development of an efficient artificial H_(2)O_(2) photosynthesis system is a challenging work using H_(2)O and O_(2) as starting materials.Herein,3D In_(2.77)S_(4) nanoflower precursor was in-situ deposited on K^(... The development of an efficient artificial H_(2)O_(2) photosynthesis system is a challenging work using H_(2)O and O_(2) as starting materials.Herein,3D In_(2.77)S_(4) nanoflower precursor was in-situ deposited on K^(+)-doped g-C_(3)N_(4)(KCN)nanosheets using a solvothermal method,then In_(2.77)S_(4)/KCN(IS/KCN)het-erojunction with an intimate interface was obtained after a calcination process.The investigation shows that the photocatalytic H_(2)O_(2) production rate of 50IS/KCN can reach up to 1.36 mmol g^(-1)h^(-1)without any sacrificial reagents under visible light irradiation,which is 9.2 times and 4.1 times higher than that of KCN and In_(2.77)S_(4)/respectively.The enhanced activity of the above composite can be mainly attributed to the S-scheme charge transfer route between KCN and In_(2.77)S_(4) according to density functional theory calculations,electron paramagnetic resonance and free radical capture tests,leading to an expanded light response range and rapid charge separation at their interface,as well as preserving the active electrons and holes for H_(2)O_(2) production.Besides,the unique 3D nanostructure and surface hydrophobicity of IS/KCN facilitate the diffusion and transportation of O_(2) around the active centers,the energy barriers of O_(2) protonation and H_(2)O_(2) desorption steps are ef-fectively reduced over the composite.In addition,this system also exhibits excellent light harvesting ability and stability.This work provides a potential strategy to explore a sustainable H_(2)O_(2) photo-synthesis pathway through the design of heterojunctions with intimate interfaces and desired reac-tion thermodynamics and kinetics. 展开更多
关键词 Photocatalysis H_(2)O_(2) production K^(%PLUs%)-doped g-C_(3)N_(4) In_(2.77)s_(4) s-scheme heterojunction
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