有机配体表面改性NiCo2O4纳米线用于水全分解

由于水分解在绿色能源领域的重要作用,能够在碱性介质中进行析氢(HER)和析氧(OER)反应的双功能电催化剂具有重要的应用价值。本文报道一种具有丰富缺陷的表面改性NiCo_(2)O_(4)纳米线(NWs),在碱性介质中作为一种高效的整体水裂解电催化剂。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,Co^(2+)/Co^(3+)比值的增加是表面修饰NiCo_(2)O_(4)纳米线具有优异双功能电催化性能的重要原因。结果表明,在1.0 mol·L^(−1)KOH溶液中,通过有机配体主导的表面改性,优化后的NiCo_(2)O_(4)纳米线在电流密度达到10 mA·cm^(−2)时的HER过电位仅为83 mV,OER过电位仅为280 mV。更重要的是,有机配体表面改性后的NiCo_(2)O_(4)纳米线表现出了出色的水分解性能,在2.1 V电压下达到了100 mA·cm^(−2)的电流密度。目前的工作凸显了提高NiCo_(2)O_(4)NWs尖晶石结构中Co^(2+)含量对促进整体水裂解的重要性。

稀土功能材料精准合成及性能调控研究

利用稀土丰富的电子结构、独特的氧化还原性能和特殊的空轨道等特性,通过离子诱导控制合成策略,控制稀土离子掺杂进入晶体结构的位置、含量、状态和组分分布等,实现稀土基功能材料的可控构筑和功能导向的调控制备;通过对稀土功能材料原子水平调控,在稀土配合物分子设计基础上,利用配位组装、掺杂策略、界面工程和能量传递过程等手段设计与创制多种新型刺激响应型稀土智能光电材料,实现功能导向的可控合成;并且围绕稀土功能材料在能源材料中的开发和应用研究,针对提高钙钛矿太阳能电池性能和稳定性难题,创造性地将配合物引入钙钛矿太阳能电池器件,开展了新型配合物空穴传输材料和钙钛矿表界面修饰材料构筑研究工作,为高效稳定大面积钙钛矿太阳能电池组装提供理论和实验基础.

稀土氧硫化物的合成与应用

稀土氧硫化物是一类物理化学性质优异、结构复杂、功能丰富和稳定性高的稀土功能材料,在发光材料、医学材料、催化剂材料、储氧材料等领域具有广泛的应用。本文综述了稀土氧硫化物的发展历程,着重介绍了其制备方法、形貌构筑、组分调控策略和主要应用领域,并对该类材料的发展进行了展望。

Co9S8/MoS2异质结构的构筑及电催化析氢性能研究

利用前驱物形貌导向法,成功制备了Co_(9)S_(8)/MoS_(2)异质结构催化剂,该催化剂在碱性析氢反应(HER)中表现出优异的催化活性及稳定性,其在10 mA·cm^(-2)处的过电势仅为84 mV.通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、电子自旋共振(ESR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)和同步辐射(XAFS)等表征,证明了CoS_(2)/MoS_(2)在H2氛围下煅烧形成Co_(9)S_(8)/MoS_(2)的过程中,CoS_(2)中Co的配位模式从部分八面体向Co9S8中的四面体转变,这种转变可活化MoS_(2)的惰性平面,从而使其更有利于吸附H^(*).除此之外,接触角数据表明:该催化剂具有良好的亲水性,有利于电解液渗透及气体分子的迅速扩散,从而促进HER反应速率.由于异质结构间具有强烈的相互作用,该催化剂可表现出良好的结构稳定性.本工作基于Co_(9)S_(8)/MoS_(2)异质结构的成功构筑及对其HER催化机理的充分探讨,为后续硫化物异质结及其在电催化中的应用提供了良好的思路和研究基础.

钙钛矿型稀土氧化物的合成及其能源转化储存应用研究进展

钙钛矿型稀土氧化物价格低廉、结构可控、性质多样,在催化领域有着广阔的应用前景。本文从钙钛矿型稀土氧化物的结构类型、合成方法及电化学催化反应出发,总结了传统高温合成方法、火焰喷雾法、静电纺丝法和脉冲激光沉积法等几种最常用的合成方法,以及提升其氧析出反应(OER),氢析出反应(HER)和氧还原反应(ORR)催化能力的典型有效方法,概述了近年来钙钛矿型稀土氧化物在电解水、金属空气电池和固体氧化物燃料电池等能源转化储存装置的主要研究进展,进而对钙钛矿型稀土氧化物在能源转化储存领域的应用进行了展望。