Co3O4纳米阵列的制备及应用

Co3O4纳米阵列因其特有的性质、丰富的3D结构、多样的形貌、独特的表面界面效应和良好的稳定性等在能量转换与存储、光电催化、气体传感等诸多领域中具有广泛的应用前景而得到广泛研究。对近年来有关Co3O4纳米阵列的制备方法、及其阵列材料在电催化分解水、能量存储与转换、电催化氧还原、光电催化二氧化碳还原、气体传感、一氧化碳氧化、非酶电催化葡萄糖、电磁吸收、疏水分离及有机物降解等研究领域的应用进行了综述。最后,对Co3O4纳米阵列发展过程中尚待解决的问题进行了总结,并对其未来的发展方向进行了展望。

负载型超细纳米材料催化氨硼烷水解制氢的研究进展

氢(H_(2))作为一种可再生、零排放和地球资源丰富的能源,被认为是解决当今能源危机和环境问题的有效方案之一。然而氢气易燃、易爆、不易储存及运输困难等缺点严重制约了其在实际中的应用,所以实现氢能的安全高效存储及可控释放是亟需解决的关键问题。氨硼烷(NH_(3)BH_(3),Ammonia Borane,简称AB)具有含氢量高、室温稳定、无污染、无毒性和水溶性良好等优点,在室温下与水几乎不发生反应,然而当有催化剂参与时可水解释放出氢气,因此AB被认为是一种理想的氢能材料。然而,缺乏廉价、稳定、环境友好和易分离回收的高性能催化剂严重阻碍了氨硼烷水解制氢技术的发展和应用。因而,设计和构筑氨硼烷水解用的廉价高性能催化剂是氨硼烷基氢能应用所面临的严峻挑战。目前,关于氨硼烷水解制氢用的催化剂研究非常活跃,业已成为氢能研究领域的热点方向之一。迄今,氨硼烷水解产氢所用的异相催化剂主要分为非负载型和负载型两大类,其中负载型超细纳米催化剂尤其引起人们的高度重视和广泛兴趣,其研究呈现出迅猛的发展势头。本文就碳基材料、层状双金属氢氧化物(LDHs)、氧化物、金属有机框架(MOFs)和有机高分子材料等为载体的负载型超细纳米催化剂的制备及其催化氨硼烷水解产氢的性能、机理等最新研究进展进行了综述,而后对该研究中尚待解决的问题进行了总结,并对下一步的研究提出展望。

基于非贵金属催化剂常温常压电化学合成氨

氨是一种重要的化工原料和能量载体,"哈伯反应"是工业上合成氨最主要的方法,但是该方法存在着能耗高,大量排放温室气体CO2以及转化率低等问题。近年来,常温常压下基于多相催化剂的电化学还原N2反应(NRR)来制备氨因其原料(N2+H2O)易得,不依赖传统化石能源以及条件温和等原因而表现出巨大的应用潜能,并受到了科学家的广泛关注。然而目前NRR仍存在着如催化剂以贵金属材料为主,催化效率低和催化机理未明确等问题亟待解决。本综述主要总结了电催化NRR的最新研究成果,首先介绍了电催化NRR热力学和催化机理,接着重点列举了基于非贵金属催化剂的研究进展,包括过渡金属氧化物、氮化物、硫化物、非金属催化剂及单原子催化剂等,然后讨论了几种NRR电催化剂的改性方法,以及常见的产物氨的定性定量方法,最后,就目前该研究方向中仍待解决的问题进行了总结,并对下一步的研究进行了展望。