金属Ni掺杂催化AlLi/NaBH_4混合体系水解析氢(英文)

采用机械球磨法制备AlLi/NaBH4/Ni混合体系。水解测试分析表明,固态Al-Li-Ni/NaBH4混合物具有良好的析氢性能。Al-10%Li-10%Ni/NaBH4(质量比为3:1)混合物在333K时的产氢值达1540mL/g,产氢效率为96%。通过XRD、SEM等分析Ni掺杂改善其水解析氢机制,金属Ni的产物Ni2B对Al合金和NaBH4的水解具有双重催化作用。Ni2B沉积在Al表面可作为微型腐蚀电池的阴极并促进铝的阳极腐蚀。另外,Ni2B/Al(OH)3对NaBH4的水解动力学具有很好的催化作用。连续水解测试结果显示:水解产物Al(OH)3/NaBO2·2H2O具有稳定的pH值,Al-Li-Ni/NaBH4混合物具有很好的水解动力学。

Fe/TiO_2/堇青石催化KBH_4水解析氢性能研究

以涂敷二氧化钛(TiO2)的蜂窝状堇青石(2MgO2.A l2O3.S iO2)为载体,用水热合成法负载铁盐,经500℃焙烧及硼氢化钾(KBH4)浸渍后,合成了Fe/TiO2/堇青石催化剂.实验研究表明,经KHB4浸渍后的催化剂催化析氢性能明显改善,常温下0.45g该催化剂于质量浓度约为10%的KBH4溶液中催化析氢速率可达30m l/m in,产率接近100%.XRD及XPS测试结果表明,催化剂经KHB4浸渍后,氧化态铁被还原为单质铁,从而使催化剂具有优良的催化析氢性能.

Fe-B/陶瓷催化KBH_4水解析氢性能及XPS研究

KBH_4为一种强还原剂与水发生反应,产生氢气和水溶性硼酸钾。该反应即使不添加任何催化剂仍可进行,但由于反应过程中pH值的不断升高而停止,只有加入适量的催化剂,才能使反应延续,因此,为达到足够快的析氢速度,寻求和制备合适的催化剂成为人们关注的问题。以蜂窝陶瓷(2MgO_2·Al_2O_3·SiO_2)为载体,利用钛酸丁酯水解法在载体表面涂敷TiO_2后,用浸渍法负载铁盐,经500℃焙烧及硼氢化钾(KBH_4)浸渍后,合成了Fe-B/陶瓷催化剂。该催化剂常温下具有优良的催化析氢性能。XPS研究结果表明,元素B的引入有利于提高催化剂催化析氢性能,原因在于催化剂经KBH_4浸渍后,催化剂表面氧化态铁被还原为元素态铁,同时,由于元素B的引入起到了防止催化剂表面元素态铁的氧化。利用该催化剂可实现为质子交换膜燃料电池(PEMFC)直接供氢。

团簇Ni_3CoP催化析氢活性研究

基于密度泛函理论(density functional theory,DFT),在B3LYP/lanl2dz水平下对团簇Ni3CoP的初始构型进行单、三重态下的计算得到优化构型,依据前线轨道理论(frontier molecular orbital theory,FMO)着重通过分析前线轨道图以及比较前线轨道能级差对团簇Ni3CoP催化水析出氢气时的反应机理进行理论研究,结果表明:团簇Ni3CoP通过其最高占据分子轨道(highest occupied molecular orbital,HOMO)与水分子最低未占分子轨道(lowest unoccupied molecular orbital,HUMO)间的电子流动完成氢原子的吸附,且三重态构型在与水分子作用时,其β-HOMO轨道在反应中起主导作用。三重态构型在吸附氢原子后其促进解吸过程析出氢气的催化活性显著下降,而唯一的单重态构型1(1)不仅能在与水分子反应吸附氢原子的过程中展现出较好的催化效果,其在解吸过程中更是表现出了远好于其他三重态构型的催化能力。

团簇Co3NiB2的催化析氢活性

为探究Co-Ni-B合金体系的催化析氢性能,基于密度泛函理论在B3LYP泛函条件下,采用Lanl2dz基组对Co3NiB2的初始构型进行优化计算,并选择优化后稳定存在的4种构型作为研究对象.依据前线轨道理论对团簇Co3NiB2催化水析氢时的吸氢反应和解吸反应进行分析,探究出团簇Co3NiB2催化析氢活性的相关结论.研究结果表明:团簇Co3NiB2的4种优化构型均具有较好的催化析氢性能;在吸附氢原子时,团簇各构型的β-HOMO轨道更具优势,且氢原子均吸附在团簇的Co原子上,即Co原子为团簇Co3NiB2的潜在催化活性位点;构型2(2)不仅在吸氢反应中表现出较好的催化效果,其在后续的解吸过程中更是展现出了远好于其他优化构型的催化能力,说明团簇Co3NiB2中催化析氢活性最好的结构模型是构型2(2).

团簇NiCo_(2)S_(4)催化析氢活性研究

依据密度泛函理论(DFT)在B3LYP/Lan 12dz水平下对团簇NiCo_(2)S_(4)进行优化计算,确定11种优化构型,并对其催化析氢活性进行分析,结果表明:三重态构型整体上热力学稳定性强于单重态。团簇NiCo_(2)S_(4)与水分子反应时,三重态HOMO轨道的β电子在反应中起主导作用,且三重态反应活性强于单重态。团簇NiCo_(2)S_(4)与水分子形成的中间体NiCo_(2)S_(4)-H可以通过Heyrovsky反应和Tafel反应两种途径析出氢气,通过比较各优化构型形成对应中间体NiCo_(2)S_(4)-H的能级差和结合能筛选出最优中间体。综合来看,三重态中热力学稳定性排为第二的构型2(3)为催化析氢优势构型。

共轭微孔聚合物的光催化应用

共轭微孔聚合物(CMPs)是一种新型微孔材料,具有微孔骨架稳定、比表面积大、孔径大小可调等优点。介绍了CMPs的分子结构设计、光催化机理,概述了CMPs在光催化领域的应用,包括光催化水分解、CO_(2)还原、有机合成、污染物降解等内容,并对CMPs的未来发展方向进行了展望。