ZnMoO_(4)/芦荟衍生多孔碳的化学共沉淀法制备及催化性能

通过两步活化和化学共沉淀法分别制备了芦荟衍生多孔碳(aloe-derived porous carbon,APC)、ZnMoO_(4)和ZnMoO_(4)/APC催化剂,并研究了3种催化剂作为染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)对电极时在D35/Y123染料和Cu^(2+)/Cu^(+)体系中的电化学特性和光伏性能。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N_(2)吸附-脱附测试表征了APC、ZnMoO_(4)和ZnMoO_(4)/APC的微观结构、化学成分、比表面积和孔结构。结果表明:APC为多孔网络结构,比表面积为1439 m^(2)·g^(-1),ZnMoO_(4)纳米颗粒均匀嵌入或分散在APC表面。ZnMoO_(4)/APC在D35或Y123染料和Cu^(2+)/Cu^(+)电解液的DSSC中,分别获得了3.97%和3.72%的光电能量转化效率(power conversion efficiency,PCE),高于同等条件下的APC(2.72%,2.61%)、ZnMoO_(4)(1.24%,1.08%)和Pt电极(2.86%,2.80%)的PCE。

尼龙6粘结锶铁氧体永磁材料的制备与性能

以尼龙6和锶铁氧体磁粉为原料,采用热压成型工艺,制备各向同性粘结锶铁氧体永磁体。主要研究了原料的混合方式、磁粉的改性状态以及含量对材料磁性能(剩余磁通密度Br,内禀矫顽力Hcj,最大磁能积(BH)max)和力学性能(耐压强度Rc)的影响。结果表明,挤出造粒可以有效改善磁粉在尼龙6中的分散性,硅烷偶联剂的加入显著提高了磁体的力学性能。当未改性磁粉含量为90 wt%时,磁体具有良好的磁性能:Br=159 mT,Hcj=236 kA/m,(BH)_(max)=4.5 kJ/m^3,改性磁粉含量为85 wt%时,磁体的力学性能最佳(R_c=52.1 MPa)。

Fe/Cu修饰氮掺杂碳纳米管的构筑及催化性能

通过简单的原位化学合成法结合离子交换法制备了Cu修饰氮掺杂碳(Cu-N-C)和Fe/Cu修饰氮掺杂碳纳米管(Fe/Cu-N-C/CNT),并系统评估了2种催化剂作为染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)对电极在I_(3)^(-)/I^(-)体系中的电化学特性和光伏性能。采用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)和场发射扫描电镜(FESEM)对合成的催化剂进行组分和形貌表征。结果表明:纳米管状的Fe/Cu-N-C/CNT的石墨化程度比纳米颗粒状的Cu-N-C更高,更有利于I_(3)^(-)还原反应中电荷的传输。光伏性能测试结果表明:基于Fe/Cu-N-C/CNT对电极的DSSCs的光电能量转换效率(power conversion efficiency,PCE)达到7.55%,高于相同测试条件下Cu-N-C(6.99%)和Pt(6.76%)对电极的PCE。50圈连续循环伏安测试结果表明:Fe/Cu-N-C/CNT催化剂具有比Cu-N-C更好的电化学稳定性。

ZIF-8/ZIF-67衍生钴氮共修饰碳的合成及电催化性能研究

开发并利用高效廉价的电催化剂来代替传统的贵金属铂(Pt)基催化剂,对新能源材料与器件的开发和利用意义重大。以锌/钴基沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8/ZIF-67)为前驱体,通过不同的热解方式,合成表面原位生长碳纳米管的钴氮共修饰碳十二面体(Co@NCD/CNT)和表面光滑的钴氮共修饰碳十二面体(Co@NCD)。采用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、场发射扫描电镜(FESEM)对合成催化剂的组份和形貌进行表征。XRD图谱显示Co@NCD和Co@NCD/CNT为无定型碳结构,并存在Co金属物种。Raman图谱显示Co@NCD/CNT比Co@NCD具有更高的石墨化程度。FESEM图像显示Co@NCD呈表面光滑的十二面体状,Co@NCD/CNT呈十二面体状且表面长有碳纳米管。电化学测试结果显示,Co@NCD/CNT和Co@NCD催化剂在碘电解液体系中的的传荷电阻分别为0.79和0.91Ω·cm^(2),还原峰值电流密度分别为-6.43和-4.46 mA·cm^(2)。由光伏测试结果可知,Co@NCD/CNT对电极催化剂组装的染料敏化太阳能电池获得了8.05%的光电能量转化效率(PCE),优于Co@NCD(7.20%)和Pt(6.95%)对电极组装电池的PCE。50次连续循环伏安测试表明Co@NCD/CNT具有较好的电化学稳定性,可作为潜在类Pt催化剂使用。