陈金苹:钼单原子及Al掺杂NiO纳米片的制备和电化学性能研究论文

陈金苹:钼单原子及Al掺杂NiO纳米片的制备和电化学性能研究论文

本文主要研究内容

作者陈金苹(2019)在《钼单原子及Al掺杂NiO纳米片的制备和电化学性能研究》一文中研究指出:氨(NH3)是地球上产量最大的化工产品,年产量为1亿5000万吨,可以用作农业肥料、化学原料和富氢载体。100多年以来,人们使用Haber–Bosch工艺进行NH3的大规模生产,Haber–Bosch法是一个高能耗和高CO2排放的过程,所以需要寻找更加经济有效的产氨途径。与传统的Haber-Bosch工艺相比,常温常压下的电化学氮气还原反应(NRR)具有许多优点:可在常温常压下反应;可以降低成本;自然中有丰富的N2和H2O;可以抑制碳排放。由于其避免了Haber–Bosch法的高温高压,近期受到研究者的广泛关注。本文制备了钼单原子锚定在N掺杂多孔碳的催化材料,将其作为成本低和效益高的电催化NRR催化剂。在室温条件下,0.1 M KOH作为电解质溶液,在可逆氢电位为-0.3 V时,NH3的产率高达34.0±3.6μg h-11 mg-1cat,法拉第效率为14.6±1.6%,这些值与先前报道的非贵金属电催化剂相比都较高。此外,该催化剂在时长为50000秒的电催化NRR期间没有出现明显的电流下降,说明了该催化剂的耐久性。该研究为设计高效、稳定的NRR催化剂提供了新的思路,从而推动常温常压下NRR的实际应用。化石燃料储存不足和全球变暖是主要的能源问题,这促使人们集中力量扩大和发展可再生能源技术。太阳能和风能等可再生能源的迅速增长迫使开发新一代的储能系统。目前的电池系统在峰值功率方面面临困境,超级电容器却是最有前途的储能装置。电极材料的设计是研制具有高电化学性能和稳定性的非对称超级电容器的关键。本文合成了在泡沫镍(NFs)表面生长了Al掺杂的NiO纳米片阵列,与未掺杂的NiO纳米片阵列相比,制备的Al掺杂的NiO纳米片具有更高的电容,在电流密度为1A g-1时,其比电容为2253±105 F g-1。更重要的是,该纳米片显示出优异的倍率性能和较高的循环稳定性。该材料的电容性能主要归因于其电化学活性面积大和导电性强。此外,基于铝掺杂NiO纳米片阵列和氮掺杂多壁碳纳米管(MWCNTs)制备的非对称超级电容器(ASC),达到了215±15 W h kg-1的能量密度和21.6 kW kg-1的功率密度。这项工作有助于开发新型的高性能赝电容电极材料。

Abstract

an (NH3)shi de qiu shang chan liang zui da de hua gong chan pin ,nian chan liang wei 1yi 5000mo dun ,ke yi yong zuo nong ye fei liao 、hua xue yuan liao he fu qing zai ti 。100duo nian yi lai ,ren men shi yong Haber–Boschgong yi jin hang NH3de da gui mo sheng chan ,Haber–Boschfa shi yi ge gao neng hao he gao CO2pai fang de guo cheng ,suo yi xu yao xun zhao geng jia jing ji you xiao de chan an tu jing 。yu chuan tong de Haber-Boschgong yi xiang bi ,chang wen chang ya xia de dian hua xue dan qi hai yuan fan ying (NRR)ju you hu duo you dian :ke zai chang wen chang ya xia fan ying ;ke yi jiang di cheng ben ;zi ran zhong you feng fu de N2he H2O;ke yi yi zhi tan pai fang 。you yu ji bi mian le Haber–Boschfa de gao wen gao ya ,jin ji shou dao yan jiu zhe de an fan guan zhu 。ben wen zhi bei le mu chan yuan zi mao ding zai Ncan za duo kong tan de cui hua cai liao ,jiang ji zuo wei cheng ben di he xiao yi gao de dian cui hua NRRcui hua ji 。zai shi wen tiao jian xia ,0.1 M KOHzuo wei dian jie zhi rong ye ,zai ke ni qing dian wei wei -0.3 Vshi ,NH3de chan lv gao da 34.0±3.6μg h-11 mg-1cat,fa la di xiao lv wei 14.6±1.6%,zhe xie zhi yu xian qian bao dao de fei gui jin shu dian cui hua ji xiang bi dou jiao gao 。ci wai ,gai cui hua ji zai shi chang wei 50000miao de dian cui hua NRRji jian mei you chu xian ming xian de dian liu xia jiang ,shui ming le gai cui hua ji de nai jiu xing 。gai yan jiu wei she ji gao xiao 、wen ding de NRRcui hua ji di gong le xin de sai lu ,cong er tui dong chang wen chang ya xia NRRde shi ji ying yong 。hua dan ran liao chu cun bu zu he quan qiu bian nuan shi zhu yao de neng yuan wen ti ,zhe cu shi ren men ji zhong li liang kuo da he fa zhan ke zai sheng neng yuan ji shu 。tai yang neng he feng neng deng ke zai sheng neng yuan de xun su zeng chang pai shi kai fa xin yi dai de chu neng ji tong 。mu qian de dian chi ji tong zai feng zhi gong lv fang mian mian lin kun jing ,chao ji dian rong qi que shi zui you qian tu de chu neng zhuang zhi 。dian ji cai liao de she ji shi yan zhi ju you gao dian hua xue xing neng he wen ding xing de fei dui chen chao ji dian rong qi de guan jian 。ben wen ge cheng le zai pao mo nie (NFs)biao mian sheng chang le Alcan za de NiOna mi pian zhen lie ,yu wei can za de NiOna mi pian zhen lie xiang bi ,zhi bei de Alcan za de NiOna mi pian ju you geng gao de dian rong ,zai dian liu mi du wei 1A g-1shi ,ji bi dian rong wei 2253±105 F g-1。geng chong yao de shi ,gai na mi pian xian shi chu you yi de bei lv xing neng he jiao gao de xun huan wen ding xing 。gai cai liao de dian rong xing neng zhu yao gui yin yu ji dian hua xue huo xing mian ji da he dao dian xing jiang 。ci wai ,ji yu lv can za NiOna mi pian zhen lie he dan can za duo bi tan na mi guan (MWCNTs)zhi bei de fei dui chen chao ji dian rong qi (ASC),da dao le 215±15 W h kg-1de neng liang mi du he 21.6 kW kg-1de gong lv mi du 。zhe xiang gong zuo you zhu yu kai fa xin xing de gao xing neng yan dian rong dian ji cai liao 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自天津理工大学的陈金苹,发表于刊物天津理工大学2019-07-16论文,是一篇关于钼单原子论文,钼团簇论文,电催化还原反应论文,纳米片论文,超级电容器论文,天津理工大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自天津理工大学2019-07-16论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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