分级三维结构高活性自支撑NiO_(x)H_(y)电化学析氧催化电极制备研究

氢能技术是当前最具前景的洁净能源技术之一,而电解水制氢作为其中的关键一环,其阴阳极的两个半反应对贵金属的过分依赖极大地限制了电解水技术的商业化应用。为寻求低成本、耐用和高效的替代材料,以泡沫镍为镍源,使用苯甲醇作为有机溶剂,在水热条件下实现泡沫镍表面的有机无机界面反应,生长得到了分级三维结构NiO_(x)H_(y)。这种分级三维结构可以增加自支撑催化电极的电化学析氧反应(OER)活性。同时,由于NiO_(x)H_(y)是原位生长在泡沫镍基底上,催化剂表现出卓越的稳定性。通过一系列的电化学测试可知,得到的NiO_(x)H_(y)是一种高活性、高稳定性的碱性OER催化剂,具备在商业电解池中使用的潜力。

三维微纳分级结构NiO超级电容器电极材料的可控制备

以NiCl_2·6H_2O和NH_3·H_2O为反应原料,赖氨酸为结构调节剂,采用水热-煅烧的方法制备具有微纳分级结构的NiO中空微球材料。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射等检测方法对NiO材料的微观结构和物相进行分析。结果表明:三维微纳分级结构NiO中空微球由许多NiO纳米片相互堆叠而成,微球大小比较均匀,分散性良好,颗粒粒径约为2~3μm。NiO纳米片边缘清晰,片长约为400~600 nm,厚度仅为40~50 nm。同时,在溶液反应温度为40℃,赖氨酸添加量为0.6 g,水热时间为6 h的条件下,所制备的微纳分级结构NiO微球分散性好,形貌较完整,且具有中空结构。这种独特的结构使得NiO材料具有较高的孔隙率和比表面积,以及相互贯通的孔道,有利于电解质离子和电子的扩散及迁移。将所制备的NiO材料制成工作电极后,采用三电极体系,在1 A/g的电流密度下比电容可达到1 340 F/g,且循环1 000次后,容量保持率为96.5%,显示出优越的电化学性能。

三维分级结构二氧化钛纳米材料的可控合成与应用研究进展

由低维度纳米尺寸单元构建组成的三维分级结构纳米材料具有优异的物理和化学特性。三维分级结构对Ti O2纳米材料的光、电、化学等性质有着显著的优化作用,Ti O2作为一种重要的宽禁带半导体材料在光催化、电化学等领域得到了广泛的研究。本文综述了各种不同维度基本组成单元构建而成的三维分级Ti O2纳米材料的合成方法,不同的合成方法得到了由纳米线、纳米片、纳米棒以及二维结构组装而成的各种不同形貌的三维分级结构Ti O2纳米材料。同时还介绍了三维分级结构Ti O2纳米材料在染料敏化太阳能电池、锂离子电池和光催化等应用领域中的最新研究进展,并对其可控合成进行了展望。

三维分级结构纳米ZnO光催化功能材料的研究进展

以三维分级结构纳米ZnO光催化材料为重点,综述了由低维度纳米ZnO组装的花状、核壳、阵列和微球等三维分级结构纳米ZnO的制备方法,总结了三维分级结构纳米ZnO在光催化降解有机污染物、抗菌以及制氢方面的应用。最后指出三维分级结构纳米ZnO在组装过程中亟需解决的问题,并对其在光催化领域中的未来发展方向进行了展望。

三维分级多孔结构钴镍复合微球的制备及其电化学性能研究

以六水硝酸镍[Ni(NO3)2·6H2O]、六水硝酸钴[Co(NO3)2·6H2O]和尿素[CO(NH2)2]为原料,采用水热法制备了分散性良好且尺寸均一的钴镍复合物微球(CoNi-CM)。独特的三维分级多孔结构有效提高了CoNi-CM在电化学中参与氧化还原反应及电解质离子传输的能力。三电极测试结果表明,CoNi-CM电极材料表现出高比电容、高倍率性能及优异的循环稳定性,有望成为组装高性能超级电容器的备选电极材料。