Ni-Fe过渡金属合金层状双氢氧化物催化电水解效应研究

高效稳定电解水催化剂,一直是新能源催化领域的研究热点之一,而过渡金属合金催化剂由于其来源广泛适应性好,越来越受到人们的广泛关注。利用化学水热法,合成制备了Ni-Co二维层状双氢氧化离子化合物(LDHs)结构,通过调控反应中Ni和Co的原子比例,发现当Ni/Co比例达到0.20时,该二维纳米薄膜催化活性达到最大值,其过电势η_(10)为150m V(OER),产氢量为148μmol/h,产氧量为80μmol/h,实现Ni-Co二维层状结构电解水催化性能的优化,这是由于较大比表面积引起的电解水催化反应中的活性位点的增加以及固液界面处电子-空穴传导效率的改善所共同导致的。这不仅在一定程度上揭示了二维层状双氢氧化离子化合物催化过程的反应机理,也为后续新型过渡金属化合物高效稳定催化剂的研究开发提供了参考依据。

过渡金属基层状双羟基化合物的调控及其在电化学水氧化中的应用

过渡金属基层状双羟基化合物(transition metals based layered double hydroxides,TM LDHs)由于大的比表面积,开放的微观结构,可调的层间距和化学成分等优势,近年来被广泛应用于催化领域。本综述文章将集中介绍TM LDH在电催化水氧化中的应用,从其化学成分和微观结构的调控两方面入手,详述TM LDH具有优异催化水性能的原因,并对其催化性能未来进一步的可能发展进行展望。

过渡金属层状双氢氧化物电催化剂研究进展

过渡金属层状双氢氧化物(LDHs)是一类典型的层状功能材料,由于结构、形貌和组成的广泛可调性以及独特的物理化学性质,使其在电化学能量储存和转化方面有着广泛的应用,尤其是在电催化水解领域发挥着重要的作用。目前对于设计同时具有低成本和高电化学活性与稳定性的过渡金属基电极材料仍然存在诸多的挑战,而LDHs材料的出现为设计这类材料提供了无限的可能。主要归纳了近期LDHs基电极材料在电催化水解中的研究进展。除此之外,也针对材料的设计和性能等方面存在的问题以及对未来的研究方向等进行了预测和展望。

聚合物／层状双氢氧化物插层纳米复合材料及其制备方法

本发明聚合物／层状双氢氧化物插层纳米复合材料及制备方法，特征是在含有二价金属离子和三价金属离子摩尔量比为1～6、总浓度为0．1～3摩尔／升的混合水溶液巾，加入三价金属离子总摩尔量0．5～1．5倍的阴离子表面活性剂、重量为阴离子表面活性剂中阴离子与[Mm^2＋Mn^3＋（OH）2m-2n]^n＋重量总和的0．5～9倍的可聚合单体，重量为可聚合单体的0．1～5％的自由基聚合引发剂，

新型二维层状纳米材料的抗菌研究进展

近年来,抗生素耐药菌在全球范围内得到迅速而广泛地传播,新型抗菌药物的开发刻不容缓。随着生物纳米技术的发展,二维层状纳米材料有望成为处理耐药菌的替代选择。本文综述了石墨烯及其衍生物(GMs)、过渡金属硫化物(TMDs)、层状双氢氧化物(LDHs)及MXenes二维层状纳米材料的结构特征及其抗菌应用的最新报道,讨论了材料的抗菌机制,例如物理/机械损伤、脂质提取、氧化应激和光热/光动力效应等。最后,本文针对二维层状纳米材料的抗菌应用前景进行了展望:(1)材料特有的空间结构及优异的生物相容性决定了其可以作为抗菌药物的理想载体;(2)优异的光动力和光热杀菌效应使它具有治疗局部皮肤感染的强大潜力;(3)拥有光催化抗菌特性的2D材料可制成抗菌涂层,实现简易的原位消毒,有望应用于无菌医疗设备中。

超级电容器中的二维材料

以石墨烯为代表的具有层状结构的二维材料因具有大比表面积等特性成为超级电容器电极材料的热门候选。文章着眼于针对诸如石墨烯、过渡金属二硫族化合物、过渡金属碳/氮化物、层状过渡金属氧化物/氢氧化物等二维材料在超级电容器领域应用的研究,尝试总结了其制备方法、产物形貌特征以及作为电极的性能等,并对这一领域的未来发展和面临的挑战提出了看法与预测。

二维/二维FeNi-LDH/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂用于促进CO_(2)光还原反应

本研究工作使用尿素作为前驱体,通过两步煅烧法得到具有较高比表面积(97 m^(2)·g^(−1))的g-C_(3)N_(4)纳米片。然后,通过简单的水热法将FeNi层状双氢氧化物(FeNi-LDH)助催化剂负载到g-C_(3)N_(4)纳米片上,从而获得基于g-C_(3)N_(4)的二维/二维复合光催化剂。实验表明,在二维/二维FeNi-LDH/g-C_(3)N_(4)复合材料上,光催化还原二氧化碳生成甲醇的产率要远高于在纯g-C_(3)N_(4)上获得甲醇的产率。一系列表征结果证明,FeNi-LDH/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂的光吸收得到了增强,同时FeNi-LDH/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂对二氧化碳的吸附能力也得到了提高。更重要的是,FeNi-LDH的引入有效地抑制了光生电子和空穴的复合,进一步提高了g-C_(3)N_(4)的光催化二氧化碳还原活性。此外,通过改变用于光催化性能测试的FeNi-LDH的负载量,发现FeNi-LDH的最佳负载量为4%(质量分数),对应的甲醇生产率为1.64μmol·h^(‒1)·g^(‒1),是纯的g-C_(3)N_(4)的6倍。这项研究提供了一种有效的策略,即通过负载层状铁镍双金属氢氧化物作为助催化剂来提高g-C_(3)N_(4)的光催化二氧化碳还原活性。

开发新型二维过渡金属碳化物前景佳

新型二维过渡金属碳化物,其母体是具有三元层状化合物的三元层状陶瓷材料,其结构与石墨烯类似,具有优良的导电性、磁性、低温热电性、延展性以及能量存储等众多特异性能,在电池、能量存储、催化、复合材料、液晶显示、表面等离子技术、环境污染处理等许多领域的应用和研发前景广阔.

水滑石基臭氧分解催化剂性能研究

居室环境内臭氧严重危害人体健康,催化分解法是最有效的臭氧净化技术之一。高活性和稳定性臭氧分解催化剂的开发是关键,特别是在高湿度大空速下,臭氧的低温催化分解具有较高的技术壁垒。层状双金属氢氧化物(LDH)具有独特的二维层状结构,具有灵活的结构可调控性。本实验通过共沉淀法用过渡金属制得Ni_(3)Fe、Ni_(3)Co、Ni_(3)Mn与Co_(3)Fe水滑石结构催化剂,在30℃、600000 mL/(g·h)、低湿度RH<5%和高湿度RH>90%条件下,测试了其臭氧催化分解性能。结果表明,Ni_(3)Co-LDH在低湿度和高湿度下,都表现出优良的臭氧分解性能,臭氧转化率分别为88%和77%。结合XRD、BET、SEM、XPS、Raman、FT-IR、TG等表征手段,揭示了LDH催化剂优良臭氧分解性能的内在原因机理。本实验的研究为过渡金属臭氧分解催化剂开发提供了新的思路。