【摘 要】
：
目前,人类社会面临严重的化石能源危机和环境污染问题,这些问题已经极大地威胁人类社会的可持续发展。而减少化石燃料使用依赖于电催化能源转换和电化学储存设备的大规模应用
论文部分内容阅读
目前,人类社会面临严重的化石能源危机和环境污染问题,这些问题已经极大地威胁人类社会的可持续发展。而减少化石燃料使用依赖于电催化能源转换和电化学储存设备的大规模应用。目前,这些设备的性能受到了以下几个电化学反应动力学的限制（即氧还原反应、析氢反应和析氧反应）。一些贵金属如Pt,Ir,Ru被认为是高效电催化剂。但是它们的稀缺性和价格昂贵阻碍了其规模化应用。因此,高效的非贵金属电催化剂的设计制备受到了人们极大的关注。本论文主要设计制备了一系列廉价金属基电催化剂,并通过合理的结构设计提升了材料在不同类型电催化转化反应中的活性。主要内容如下:（1）卟啉基氧还原催化剂:将带有不同基团的铁卟啉包覆在碳管表面作为前驱体,再经过热解后形成不同结构的Fe-N-C催化剂。实验证明TPP-CHO中的醛基在热解过程中产生的氧使铁氧化成Fe3O4,阻止了铁元素还原成Fe或Fe3C,Fe3O4@FeNC-700表现出较差的氧还原催化活性。而TPP-CN中的氰基有助于形成高活性的Fe-Nx活性位点,材料热解后形成Fe/Fe3C@C颗粒和Fe-Nx活性位点均匀分布在碳管表面,Fe/Fe3C和Fe-Nx的协同作用提高了催化剂的催化活性,Fe3C@FeNC-700催化剂表现出比Pt/C更优异的稳定性和抗甲醇性能。（2）模板导向Co3O4催化剂的合成:首先通过模板PVP和温度调控Co-MOFs的形貌结构,然后将制备的Co-MOFs煅烧,得到一系列具有不同形貌结构的Co3O4纳米复合材料。其中Co3O4-85中空微米花具有比表面积大、导电性良好等特点,因此在碱性电解液表现出良好的的析氧、析氢性能。且全解水性能优异,当电解池电流密度达到10mA cm-2,所需要的电压为1.67 V。因此,本催化剂的电解水性能优于很多非贵金属催化剂,在电解水应用中有着广阔的前景。（3）用于全解水的Cu2O@CoV/CF复合物纳米线:本部分通过将Cu（OH）2纳米线与双金属盐一步水热法制备出双金属离子掺杂的中空Cu2O纳米线复合材料。实验结果表明Cu2O@CoV/CF复合纳米线表现出优异的全解水性能,当电解池电流密度达到10mA cm-2,所需要的电压为1.55 V。此催化剂不仅具有高催化活性,且具有超高稳定性(恒电流20 mA cm-2下连续测试50 h后,电流密度仍未发生很大变化)。因此,这种中空复合纳米线为制备高性能电解水催化剂提供了一种简便的方法。
其他文献
2012年,昌吉油田致密油的重大勘探突破展示了巨大的勘探开发潜力,前期采用常规技术,投资大,单井产量低,无法实现致密油有效开发。“如何降低成本”成为致密油能否规模有效开
海绵是一类多孔滤食性动物,其生物量只占海洋动物总数的1/15,但是目前世界上有多于1/3的海洋天然产物来源于海绵。海绵能够过滤70%以上的微生物,因而海绵体表与体内驻留大量
醛、酮类化合物广泛用于有机合成、精细化工、材料等各个领域,绿色高效合成醛酮类化合物有着非常积极的意义。硅氢还原羧酸酯类化合物、有机卤代物的氢甲酰化反应、或者醇和
微生物诱导矿化技术（MICP）作为一种新型环境友好技术。矿化菌自身因生化反应在沙颗粒间生成而充填其中的具有胶凝性的碳酸钙,增大了沙颗粒间的粘结力,因此该技术被广泛地运用到
众所周知,描述光波场特性的主要物理量有振幅、波长和相位,并且研究表明大部分的信息被编码在相位中。然而,现有的将光子转换为电子的光学测量设备只能记录信号的振幅或强度信息,不能通过直接测量的方式获得信号的相位信息,因此需要根据测量得到的振幅或强度信息通过计算来获得信号的相位信息,即相位恢复(Phase Retrieval)。相位恢复在科学和工程学等许多领域都得到很大的发展,其中包括光学、衍射成像学、X
在生活污水处理的过程中,生物脱氮是一个重要的环节。全国许多城镇污水处理厂在处理生活污水的同时,往往会接纳部分工业废水进行混合处理,形成了一个成分复杂、污染物种类多样的混合体系,其中的有机污染物的生物毒性容易对硝化细菌产生抑制作用。所以当有遇到工业污水预处理工艺不够合理的情况时,会导致高浓度有机物的进入生物处理系统、功能性菌群受损、出水水质不达标等一系列问题。因此,探究如何使硝化菌群在遇到高浓度有毒
红外成像技术作为新兴技术应用于电路检测或夜间目标识别等多个领域。在电力系统中绝大多数器件故障都伴随着发热的现象,红外图像可以直观的反映出当前场景的温度或温度变化,所以通过红外成像技术可以准确定位电力系统中即将或已经发生的故障。把红外成像技术应用在电力系统故障中可以实现故障预测和较高准确性的故障检测,保障生产生活的顺利进行。但红外图像由于其本身覆盖范围小,对比度不高等特点相较于其它图像更容易受到噪声
海洋航行器在军事、经济、科考等领域发挥了重要的作用,但是电力供应问题是海洋航行器的痛点。海洋航行器中储存的电能耗尽之后,需要人工打捞进行充电,耗费了极大地人力、物力和财力。人们对海洋航行器的发电装置进行了研究,传统的发电装置安装在航行器内部,发电能力受到了航行器内部空间的限制。本文提出一种适用于海洋航行器的外力直驱发电技术,将发电装置延伸到航行器机体外部直接收集波浪能量,摆脱了传统发电装置的弊端。
背景:肌腱和韧带的损伤在肌肉骨骼系统中损伤中占据重要比例,其高发病率,高额医疗费用给病人带来极大痛苦。肌腱解剖结构特殊,其内血管供应少,自身愈合能力差,损伤后愈合时间
探讨了规范粒子对典型电磁波束的散射特性,以一个内部嵌入球形粒子的无限长圆柱为研究物理模型,介绍了解决电磁散射问题的解析方法和数值算法。应用精确的解析或半解析方法,本文深入研究了内部嵌入球形粒子的无限长圆柱体对电磁波的散射,主要工作及取得的成果如下:1.介绍了一些典型电磁波束的详细描述,包括高斯波束、厄密-高斯波束、拉盖尔-高斯波束、以及零阶贝塞尔波束。在此基础上,应用解析的广义Mie理论或半解析的