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界面工程化Ni(OH)_(2)@CoP核壳结构纳米阵列电解水性能研究
1
作者
吕超杰
成伽润
+3 位作者
关春阳
鲁成兴
李美平
张丹
《材料导报》
北大核心
2025年第13期21-30,共10页
过渡金属基电催化剂因其丰富的地球储量和低廉的制造成本,被视为未来替代贵金属基电解水制氢催化剂的有力候选材料之一。但较低的导电性、较差的催化活性以及极速衰减的催化稳定性使其单独使用时催化性能差强人意,故必须进行合理改性进...
过渡金属基电催化剂因其丰富的地球储量和低廉的制造成本,被视为未来替代贵金属基电解水制氢催化剂的有力候选材料之一。但较低的导电性、较差的催化活性以及极速衰减的催化稳定性使其单独使用时催化性能差强人意,故必须进行合理改性进而提升其催化性能。界面工程已被证实为调控催化位点电子结构、优化活性位点与反应中间体的吸附能以及提升材料催化性能的有效手段之一。基于此,本研究以泡沫镍为基底,通过水热法-磷化法-电沉积法系列操作,制得Ni(OH)_(2)纳米片/CoP纳米线的自支撑异质核壳阵列结构(Ni(OH)_(2)@CoP/NF)。其中,Ni(OH)_(2)与CoP之间的异质界面会导致界面域电子的定向转移以及对Co位点的电子结构调制,这不仅会在界面区域产生大量的高活性位点,还可以将活性位点优化到最佳状态,从而获得更高的催化活性。得益于此,在1 mol/L KOH溶液中,Ni(OH)_(2)@CoP/NF作为析氧反应和析氢反应催化材料时,分别仅需224 mV和65 mV的过电位即可达到10 mA·cm^(-2)的电流密度。作为双功能催化剂,该电极所组装的双电极体系仅需1.52 V即可实现10 mA·cm^(-2)的电流输出,且兼具良好的催化耐久性。本研究为设计制备高效双功能电解水制氢催化剂提供了一个全新的思路,对进一步拓展非贵过渡金属化合物的工业化应用具有重要意义。
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关键词
电解水制氢
过渡金属化合物
界面工程
氢氧化镍@磷化钴核壳阵列结构
双功能电解水催化剂
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职称材料
题名
界面工程化Ni(OH)_(2)@CoP核壳结构纳米阵列电解水性能研究
1
作者
吕超杰
成伽润
关春阳
鲁成兴
李美平
张丹
机构
太原科技大学化学工程与技术学院
天津师范大学物理与材料科学学院
中国科学院化学研究所
山西医科大学法医学院
出处
《材料导报》
北大核心
2025年第13期21-30,共10页
基金
太原科技大学博士科研启动基金(20242007)。
文摘
过渡金属基电催化剂因其丰富的地球储量和低廉的制造成本,被视为未来替代贵金属基电解水制氢催化剂的有力候选材料之一。但较低的导电性、较差的催化活性以及极速衰减的催化稳定性使其单独使用时催化性能差强人意,故必须进行合理改性进而提升其催化性能。界面工程已被证实为调控催化位点电子结构、优化活性位点与反应中间体的吸附能以及提升材料催化性能的有效手段之一。基于此,本研究以泡沫镍为基底,通过水热法-磷化法-电沉积法系列操作,制得Ni(OH)_(2)纳米片/CoP纳米线的自支撑异质核壳阵列结构(Ni(OH)_(2)@CoP/NF)。其中,Ni(OH)_(2)与CoP之间的异质界面会导致界面域电子的定向转移以及对Co位点的电子结构调制,这不仅会在界面区域产生大量的高活性位点,还可以将活性位点优化到最佳状态,从而获得更高的催化活性。得益于此,在1 mol/L KOH溶液中,Ni(OH)_(2)@CoP/NF作为析氧反应和析氢反应催化材料时,分别仅需224 mV和65 mV的过电位即可达到10 mA·cm^(-2)的电流密度。作为双功能催化剂,该电极所组装的双电极体系仅需1.52 V即可实现10 mA·cm^(-2)的电流输出,且兼具良好的催化耐久性。本研究为设计制备高效双功能电解水制氢催化剂提供了一个全新的思路,对进一步拓展非贵过渡金属化合物的工业化应用具有重要意义。
关键词
电解水制氢
过渡金属化合物
界面工程
氢氧化镍@磷化钴核壳阵列结构
双功能电解水催化剂
Keywords
hydrogen evolution reaction(HER)
transition metal compound
interface engineering
nickel hydroxide@cobalt phosphide core-shell array structure
bifunctional water electrolysis catalyst
分类号
O646.6 [理学—物理化学]
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作者
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1
界面工程化Ni(OH)_(2)@CoP核壳结构纳米阵列电解水性能研究
吕超杰
成伽润
关春阳
鲁成兴
李美平
张丹
《材料导报》
北大核心
2025
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