过渡金属磷化物催化剂综述

过渡金属磷化物催化剂具有特殊的晶体结构,在催化加氢脱硫、加氢脱氮及电化学制氢反应中具有优异的催化活性。主要简述过渡金属磷化物催化剂的结构、制备方法和应用。多金属、复合多功能型过渡金属磷化物催化剂将在催化制氢反应中受到更多的关注。

过渡金属磷化物催化剂的研究进展

概述了过渡金属磷化物催化剂的制备方法,重点介绍了该催化剂在加氢、脱氢、氢解、芳构化、催化热解、重整制氢等炼化领域的研究进展。指出进一步探寻过渡金属磷化物催化剂的活性相和反应机理,以及寻找更适宜的载体、助剂以提高催化剂的活性、选择性和稳定性等基础性研究工作将是未来的主要研究方向。

富磷金属磷化物电催化性能的研究进展

近年来,电催化分解水技术越来越得到广泛关注。提高速率的关键是要找到高效的电催化剂,其中过渡金属磷化物表现出优秀的催化活性和长期稳定性。富磷化合物具有催化活性较大但导电性较差的特点,在实际应用中可合理调控磷化物的电子结构,以获得导电性、催化效能俱佳的电催化剂。综述了近年来电解水析氢的研究进展,重点集中在富磷金属磷化物的研究上,阐述了其合成方法与微结构调控策略,及其在当前电催化材料研究领域面临的挑战和未来的发展前景。

过渡金属磷化物加氢脱硫催化剂的研究进展

由于过渡金属磷化物具有独特的结构,在加氢脱硫反应中显示了优异的催化活性.因此,稳定高活性的过渡金属磷化物加氢脱硫催化剂的研究成为一个新的趋势.本文阐述了过渡金属磷化物催化剂的结构、制备及其加氢脱硫催化性能,概述了助剂对过渡金属磷化物催化剂加氢脱硫活性的影响.开发更易合成、活性更高的过渡金属磷化物催化剂仍是今后研究的重点.

电催化析氧反应过渡金属磷化物和硫化物催化剂研究进展（英文）

对化石能源的依赖所造成的环境污染和能源危机在全球引起了广泛的关注.氢能由于其高能量密度、低分子质量以及清洁无污染的优点,被认为是人类根本性解决能源与环境等全球性问题的理想替代能源.电解水是生产高纯度氢的重要方法,是现代清洁能源技术的重要组成部分.水电解由阴极析氢(HER)和阳极析氧(OER)两个半反应构成.对于HER反应,其反应是基于二电子转移过程,反应过程相对容易进行.相比于HER反应,OER反应涉及四电子转移及氧-氧键形成,其反应动力学缓慢,是影响水电解效率的主要原因.因此,为了提高电解水制氢的能量转化效率,发展OER电催化剂成为水电解制氢技术的关键.在过去的十余年间,硫化物、硒化物、磷化物、硼化物等非贵金属基OER电催化剂被大量地研究及报道并取得了长足发展.在这些催化剂中,金属磷化物和硫化物不仅具有成本优势,而且在析氧过电位、耐久性方面正趋接近甚至超越RuO_2和IrO_2等贵金属催化剂,颇具应用潜力.本文总结磷化物和硫化物作为OER电催化剂的研究进展,重点介绍了磷化物和硫化物性能提升策略及其在OER过程中催化反应活性位的变化.本文首先介绍了电解水析氧反应在不同电解质中的反应机理,讨论了析氧反应在动力学和热力学过程的主要障碍.通过对大量文献的归纳,本文分别综述了磷化物和硫化物的化学性质、合成方法和催化性能,介绍了近年来磷化物和硫化物的重要研究进展.通过分析催化剂导电性、质子传输、活性面积、界面化学等因素对催化析氧反应的影响,总结了磷化物和硫化物电催化OER性能提升的策略.由于磷化物和硫化物在OER强氧化条件下,电催化剂表面的成分、物相及结构均会发生显著变化,进而催化反应活性位也会发生相应改变.本文综述了磷化物和硫化物在OER反应过程前后表面组分的变化,探讨了磷化物和硫化物作为OER电催化剂的活性组分,为进一步提高磷化物和硫化物的电催化析氧反应性能提供了崭新的思路.

过渡金属磷化物析氢催化剂的掺杂调控

过渡金属磷化物因其优异的催化性能成为最有可能取代贵金属的廉价电催化分解水制氢催化材料,对其进行元素掺杂将有望大幅提升其活性和稳定性.本文综合评述了近年来通过掺杂改性手段调节过渡金属磷化物性能的相关研究.讨论了元素种类(金属掺杂、非金属掺杂、共掺杂)、元素数量(单元素掺杂、多元素掺杂、高熵化)和掺杂位置等因素对过渡金属磷化物电子结构的影响;并从实验和理论相结合的角度,分析了掺杂元素对氢吸附强度、水吸附解离及电荷转移传输等方面的作用规律,获得了掺杂结构-电子结构-析氢反应催化性能间的构效关系.最后,讨论并提出了相关研究存在的挑战和未来的研究方向.

过渡金属配合物催化剂及其分子设计构思的发展与相互作用

讨论了某些不对称合成和α-烯烃定向配位聚合及α-烯烃氢甲酰化的过渡金属配合物定向络合催化剂的发展与催化剂分子设计构思的发展及相互促进作用，并藉以说明过渡金属配合物定向络合催化剂的分子设计已具备向计算机辅助设计发展的科学基础．

过渡金属磷化物的制备及电催化性能研究进展

总结了过渡金属磷化物(TMPs)的制备方法及在电催化水分解领域应用的最新进展,从形貌设计、元素掺杂、材料复合3个方面详细了解了TMPs电催化析氢和析氧方面的研究进展,对今后的发展趋势和面临的挑战进行了展望。

可控构建分级多孔炭载CoP纳米颗粒催化剂用于高效氧还原反应

为金属空气电池等热点能源器件中的阴极氧还原反应(ORR)设计低成本和高效率的无贵金属催化剂仍然是一项巨大的挑战。过渡金属磷化物(TMPs)因其可调的电子结构及优异的催化性能,有望替代贵金属催化剂。本文采用磷化策略(350℃下二次热解),构建了一种在分层多孔炭框架上负载由掺氮炭壳包裹的CoP纳米颗粒催化剂(CoP@NC)。在二次热解过程中,Co纳米颗粒在NaH_(2)PO_(2)生成的PH_(3)气体下原位转化为CoP纳米颗粒,而载体的十二面体结构没有发生改变。在碱性条件下,CoP@NC电催化剂表现出优异的ORR活性,半波电位高达0.92 V,这归因于分散良好的CoP纳米颗粒与炭壳之间的协同耦合以及载体多孔结构实现的高效质量传输。此外,使用CoP@NC组装的锌-空气电池展现出1.51 V的高开路电压和210.1 mW cm^(-2)的功率密度。这项研究将有助于开发低成本和高效率的ORR电催化剂。

金属磷化物在电解水制氢中的应用研究进展

电解水被认为是目前最有前途的制氢方法之一。基于商用贵金属基催化剂成本高和储量有限的情况,开发低成本、高性能的电催化剂是实现电解水制氢产业化的关键。过渡金属磷化物因具有独特的物化性质和高催化活性而被广泛关注,但导电性和活性位点密度的不足限制了其在工业化制氢中的应用。首先阐述电解水析氢的机理及过渡金属磷化物的重要作用。然后从单金属磷化物、双金属磷化物、改性金属磷化物和结构调控过渡金属磷化物4个方面分析不同种类的过渡金属磷化物以及提升其催化性能的途径,并比较了当前过渡金属磷化物的常用制备方法。最后总结提升催化性能的主要策略,展望过渡金属磷化物未来的机遇和挑战。期望本综述有助于过渡金属磷化物电催化剂的设计开发与应用。

基于铁、钴、镍金属磷化物纳米催化剂的碱性条件下电解水制氢的研究进展

过渡金属磷化物(TMPs)因其导电性好、稳定性高而被广泛认为是电解水析氢反应(HER)的优异电催化材料。本文主要围绕基于过渡金属Ni、Co、Fe磷化物纳米材料的合成、表征、以及在碱性介质中的电催化HER性能等方面展开。从中得出结论,在一定范围内,TMPs体系中富磷相越多,其在碱性电解液中的HER活性越高。为以后的研究提供了方向。

硫脲作硫源制备过渡金属磷硫化物电解水析氢催化剂

以过渡金属磷酸盐和硫脲混合物为前驱体,采用传统的程序升温还原方法制备了Ni_(2)P、Co_(2)P、MoP和WP等过渡金属磷化物的磷硫化物活性相。第ⅥB族的Mo和W等过渡金属的磷硫化物活性相中硫/金属比高于第Ⅷ族的Ni和Co的磷硫化物活性相。硫脲是较为理想的硫源,以其作硫源制备的磷硫化物在酸性条件下(0.5 mol/L H_(2)SO_(4))催化电解水析氢(HER)活性高于相应不含硫的过渡金属磷化物,硫的引入对Ni_(2)P催化剂的HER活性促进作用尤为显著。第ⅥB族Mo和W的磷化物及磷硫化物HER活性都高于第Ⅷ族的Ni和Co的磷化物和磷硫化物.

过渡金属磷化物的加氢精制催化性能研究进展

由于全球更加严格的环境法规的要求,开发新型深度加氢脱硫(HDS)和加氢脱氮(HDN)催化剂已经引起了人们的极大关注。过渡金属磷化物由于具有与过渡金属氮化物和碳化物相似的物理性质和优异的加氢脱硫、脱氮活性及催化选择性成为新型催化材料研究领域的一个热点。笔者论述了过渡金属磷化物的结构、制备、表征和催化性能方面的研究进展,侧重介绍了中国科学院大连化学物理研究所最近在这方面的研究情况。从目前的研究来看,过渡金属磷化物,特别是Ni2P,是具有潜在应用前景的一种新型深度加氢精制催化材料。

过渡金属磷化物的改性方法及其在电化学析氢中的应用

过渡金属磷化物催化活性高、稳定性好,是电催化析氢的良好催化剂。然而,实现过渡金属磷化物在电解水制氢领域的大规模应用,还需要进一步提升其催化性能。本文以过渡金属磷化物的组成变化为出发点,从金属/磷(M/P)化学计量比的角度对过渡金属磷化物的性能进行了总结,介绍了其常见的制备方法,详细综述了元素掺杂、构造缺陷、构建界面工程、耦合炭材料、调控微观结构、改善材料浸润性等改性方法对过渡金属磷化物电催化制氢性能的影响。最后在新型磷源的开发、测试标准化、晶面调控等方面对过渡金属磷化物的发展趋势进行了展望。

过渡金属磷硫化物加氢精制及电催化析氢反应性能研究

以硫脲为固体硫化剂、相应过渡金属磷酸盐为前驱体,采用程序升温还原的方法制备了Co_(2)P、MoP和WP的磷硫化物。结果表明,添加硫脲后制备的催化剂结晶度和粒度都有所降低。在酸性条件下电催化析氢反应(HER)中,磷硫化物活性随前驱体中硫脲质量分数的增加呈先增加后降低的趋势。制备Co_(2)P、MoP和WP的磷硫化物时前驱体中最佳的硫脲质量分数分别为26%、33%和33%。过渡金属磷化物催化HER、杂环含氮化合物加氢以及二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫(HDS)活性顺序均为MoP>WP>Co_(2)P,说明这些反应之间存在内在联系。

锂硫电池过渡金属磷化物复合正极材料研究概述

低碳、环保、高效是21世纪社会发展的主旋律。原材料廉价易得的锂硫(Li-S)电池因其超高能量密度(2500 Wh·kg^(-1))而受到能源转化与储备设备研究者的瞩目。然而,锂硫电池绝缘的活性物质与循环过程中不可避免的穿梭效应导致其反应动力学缓慢,进而造成包括循环倍率能力较差与库伦效率低下在内的诸多问题。研究人员现已发现了具有良好电导率且对多硫化物(LiPSs)具有吸附转化双重能力的过渡金属磷化物(TMPs)。本文将重点介绍运用在锂硫电池正极的不同过渡金属磷化物材料的设计合成方法与电化学性能提升研究相关进展,并对该类材料的未来发展进行展望。

配体化合物、过渡金属化合物和包含其催化剂组合物

一种新型配体化合物、过渡金属化合物和包含其的催化剂组合物。本发明所述的新型配体化合物和过渡金属化合物可以用作聚合反应催化剂用于制备具有低密度的基于烯烃的聚合物。另外,通过使用包含所述过渡金属化合物的催化剂组合物聚合的烯烃聚合物可以用于制造具有低熔体指数(MI)和高相对分子质量的产品。

过渡金属磷化物的制备及电催化析氢性能提升策略

氢能是一种绿色、高效的二次能源,在廉价的非贵金属催化剂的辅助下,电解水制氢以其低成本和高效率受到广泛关注.过渡金属磷化物因其独特近似球形三角棱柱单元结构能够暴露出更多配位不饱和表面原子,因此在电解水制氢中表现出优异的催化活性和强耐腐蚀性.本文综述了过渡金属磷化物的制备方法和在电催化析氢中的应用和性能的改善策略.最后讨论了过渡金属磷化物催化剂存在的一些亟待解决的问题,并展望了其未来的发展方向.

磷化物助力铂基催化剂甲醇电氧化的研究进展

过渡金属磷化物(TMP)作为一种理想的甲醇电氧化助催化剂,因其具有多功能活性位点、结构和组成可调、独特的物理化学性质和高效的多组分协同效应等优势而受到越来越多的关注。本文综述了过渡金属磷化物促进甲醇电氧化的研究进展,包括催化剂的制备及其催化甲醇电氧化的性能评估。首先,介绍了TMP对催化甲醇氧化反应的促进作用,然后在正文中讨论了基于不同金属中心的TMP催化剂体系的制备与性能研究。从电子效应和基于双功能催化机制的亲氧性来看,TMPs对催化甲醇氧化有明显的促进作用。最后,我们讨论了在催化剂理性设计及其催化机理探索和燃料电池装置应用中应注意的问题和挑战,希望对新型催化剂体系的设计和制备有一定的指导意义。