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铋基光催化剂在太阳能转换中的合理设计 被引量：1
1
作者 崔元映 张金锋 +2 位作者 褚海亮 孙立贤 代凯 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1-2,共2页
作为一种清洁的太阳能转换技术,半导体光催化为应对世界能源危机和环境污染治理提供了重要技术途径。而在不同类型的光催化剂中,铋基材料凭借其特有的晶体结构、可调的能带宽度、多样的化学组成,以及在光催化领域所具有的广泛前景而备... 作为一种清洁的太阳能转换技术,半导体光催化为应对世界能源危机和环境污染治理提供了重要技术途径。而在不同类型的光催化剂中,铋基材料凭借其特有的晶体结构、可调的能带宽度、多样的化学组成,以及在光催化领域所具有的广泛前景而备受关注。尽管如此,当前关于铋基光催化剂的开发还不够完善,仍需要大量研究和讨论。为了提高铋基材料的催化性能,并克服目前低光利用效率、选择性差和成本高的挑战,对其结构、合成和结构调控方法的全面理解必不可少。因此本文系统论述了在太阳能应用领域,铋基光催化剂的合理设计与最新进展。这篇文章首先概述了多种铋基光催化剂的近期科研动态,包括层状铋化合物、铋元素、BiVO_(4)、Bi_(2)S_(2)和Bi_(2)O_(3)等材料。其次,归纳了铋基光催化剂的主要合成方案,并介绍了提高催化活性的结构调控方法。接着,强调了铋基材料在CO_(2)还原、光解水、N_(2)固定、NOX去除、H_(2)O_(2)生产以及选择性有机反应等多种领域潜力巨大。此外,文章还深入探讨了用于铋基光催化剂的先进原位分析手段。最后,本综述明确了现存的发展障碍,并预测了铋基光催化剂的未来发展前景。本综述有望为深入理解和合理设计高性能铋基材料提供全面指导,推动环境与能源领域的创新应用,助力实现双碳目标和可持续发展。 展开更多
关键词 光催化 铋 异质结 电荷分离 应用
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Mg(BH_4)_2-NaNH_2体系的加热放氢性能研究 被引量：1
2
作者 褚海亮 张湛 +6 位作者 黄建灵 邱树君 邹勇进 向翠丽 张焕芝 徐芬 孙立贤 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第20期56-59,共4页
采用机械球磨法制备了Mg(BH4)2-NaNH2复合储氢材料,研究了Mg(BH4)2和NaNH2之间的相互作用及其加热放氢性能。当物质的量比为1∶2时,Mg(BH4)2与NaNH2之间发生反应:Mg(BH4)2+2NaNH2→2NaBH4+Mg(NH2)2。当物质的量比为1∶1时,Mg(BH4)2与Na... 采用机械球磨法制备了Mg(BH4)2-NaNH2复合储氢材料,研究了Mg(BH4)2和NaNH2之间的相互作用及其加热放氢性能。当物质的量比为1∶2时,Mg(BH4)2与NaNH2之间发生反应:Mg(BH4)2+2NaNH2→2NaBH4+Mg(NH2)2。当物质的量比为1∶1时,Mg(BH4)2与NaNH2之间发生反应:Mg(BH4)2+NaNH2→NaBH4+MgBNH6。加热到400℃,该样品分两步进行放氢反应,放氢峰温分别在190℃和369℃,可以放出4.7%(质量分数)氢气。第一步放氢反应为MgBNH6分解产生MgH2,即:MgBNH6→MgH2+BN+2H2。第二步放氢反应为MgH2的分解:MgH2→Mg+H2。 展开更多
关键词 储氢性能 Mg(BH4)2 NaNH2 加热放氢
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金属有机骨架化合物的二氧化碳吸附性能的研究进展 被引量：12
3
作者 孙增智 薛程 +4 位作者 宋莉芳 邱树君 褚海亮 夏永鹏 孙立贤 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期541-549,共9页
能源与环境是人类生存和发展的必要条件,两者协调发展是社会实现可持续发展的重要保证。近几年来,人类赖以生存的化石燃料所带来的负面影响逐渐受到社会的关注,而化石燃料燃烧所释放出的CO2是造成温室效应的主要原因。因此在低碳经济环... 能源与环境是人类生存和发展的必要条件,两者协调发展是社会实现可持续发展的重要保证。近几年来,人类赖以生存的化石燃料所带来的负面影响逐渐受到社会的关注,而化石燃料燃烧所释放出的CO2是造成温室效应的主要原因。因此在低碳经济环境下开发出高效环保的碳捕获和封存技术,对能源循环利用及环境保护起到至关重要的作用。使用胺溶液进行洗涤及吸收CO2是工业上捕获和存储(CCS)最常用的技术之一(例如从电厂烟气中分离CO2),该法可以大幅减少CO2的排放量,但同时也会增大工厂的能源消耗(25%～40%),从而大幅增加额外成本。胺洗涤的其他缺点包括碱溶液对设备的腐蚀、溶剂的损失、大量产热引起的胺降解以及捕获之后不易被分离出来。另一种捕获CO2的方法是采用高温下吸收(化学吸附)的固体材料如碱金属陶瓷、固体胺、层状双氢氧化物或钙基吸附剂,但此类方法的能量消耗和对水分子及其他组分的敏感性限制了其应用范围。此外,采用聚合物或无机膜,在不同的机制下选择性分离混合气体也是一种可行的方法,但很难获得具有高稳定性、高选择性和高通量的薄膜,并且提高膜的吸附分离作用和选择性非常必要。对于固体吸附剂而言,高压下多孔材料对CO2的捕获是以吸附剂与被吸附物相互作用为主,而在低压或低CO2浓度下的选择性捕获主要受吸附剂与被吸附物相互作用以及吸附剂对CO2的化学亲和力两者共同影响。金属有机骨架化合物(MOFs)具有高结晶度、高比表面积和可调的孔隙结构,在气体吸附尤其是CO2捕获方面展示出巨大的潜力。相对于活性炭、沸石等固体吸附剂来说,MOFs具有更高的吸附选择性。将其应用于碳捕获和封存技术中,可以大幅拓宽CO2吸附剂的可选择范围,在提高吸附选择性的同时,也可以有效地降低成本。目前,有望采用MOFs材料捕获CO2的场合包括发电厂的碳捕集、天然气中CH4/CO2的分离、交通工具排放的CO2的收集甚至直接从空气中捕获。因此,研发能够高效吸附分离CO2的MOFs材料对于缓解环境压力意义重大。本文概括了CO2吸附模型的建立方法,提出了几种提高MOFs对CO2捕获量的策略。如提高开放金属位点的密度、掺杂金属或氮原子、调节孔径或进行氨基功能化以及合成MOFs复合材料等,并比较了不同方法对于改善低压条件下CO2吸附量的影响,有望将其应用于捕获燃烧后烟道气、汽车尾气以及其他小型排放源中的CO2。 展开更多
关键词 金属有机骨架化合物(MOFs) 二氧化碳捕获 吸附分离
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CoZnB添加量对稀土基储氢合金电化学性能的影响 被引量：1
4
作者 黄建灵 邱树君 +5 位作者 褚海亮 邹勇进 向翠丽 张焕芝 徐芬 孙立贤 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期427-431,共5页
首先采用化学还原法制备了CoZnB非晶合金,随后用机械球磨法将其引入到稀土基合金La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)中制备成复合物,考察了CoZnB的添加量对La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)合金电化学性能的影响。实验结果表明,加入CoZnB非晶合金后,... 首先采用化学还原法制备了CoZnB非晶合金,随后用机械球磨法将其引入到稀土基合金La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)中制备成复合物,考察了CoZnB的添加量对La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)合金电化学性能的影响。实验结果表明,加入CoZnB非晶合金后,复合物合金电极首次放电即可达到最大放电容量,高倍率放电性能得到了显著改善,电荷转移阻抗和极限电流密度均高于La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)合金电极。复合物合金电极La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)-CoZnB(质量比1∶1)的最大放电容量高达487.5mAh/g,800mA/g放电电流密度下的复合物合金电极La_(0.7) Mg_(0.3)Ni_(3.5)-CoZnB(质量比2∶1)的高倍率放电性能(HRD)可达94.8%。 展开更多
关键词 储氢合金 金属硼化物 放电容量 电化学性能
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配位氢化物储氢材料Mg(BH4)2的研究进展 被引量：9
5
作者 陈君儿 熊智涛 +2 位作者 吴国涛 褚海亮 陈萍 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期639-646,共8页
Mg(BH4)2是一种新型配位氢化物储氢材料,因具有较高的质量储氢密度(14.8wt.%)和体积储氢密度(112g/L)而备受关注。本文系统概述了近年来有关Mg(BH4)2的诸多研究成果,主要包括Mg(BH4)2合成,晶体结构解析及其储氢性能的表征研究。在这些... Mg(BH4)2是一种新型配位氢化物储氢材料,因具有较高的质量储氢密度(14.8wt.%)和体积储氢密度(112g/L)而备受关注。本文系统概述了近年来有关Mg(BH4)2的诸多研究成果,主要包括Mg(BH4)2合成,晶体结构解析及其储氢性能的表征研究。在这些研究基础上,对该材料在储氢应用中可能涉及的动力学及热力学问题进行分析,同时预测该体系未来的研究方向和发展趋势。 展开更多
关键词 储氢 硼氢化镁 热分解 晶体结构
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氨硼烷水解制氢催化剂的研究进展 被引量：4
6
作者 韦秋红 褚海亮 +4 位作者 夏永鹏 邱树君 温鑫 徐芬 孙立贤 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第17期16-27,共12页
近年来,氢能已成为全球公认的清洁能源之一,氢能的高效利用有利于缓解能源短缺和环境污染等问题。在适当的催化剂作用下可以实现氨硼烷(NH3BH3,AB)水解反应的可控放氢,其因具有反应条件温和、环境友好等特点而备受关注,选择高活性的催... 近年来,氢能已成为全球公认的清洁能源之一,氢能的高效利用有利于缓解能源短缺和环境污染等问题。在适当的催化剂作用下可以实现氨硼烷(NH3BH3,AB)水解反应的可控放氢,其因具有反应条件温和、环境友好等特点而备受关注,选择高活性的催化剂是提高氨硼烷水解制氢效率的关键。本文介绍了氨硼烷的结构、性质及合成方法,综述了氨硼烷水解制氢催化剂的最新研究进展,介绍了催化剂的分类及特点,指出了该领域中面临的挑战和未来研发重点。 展开更多
关键词 氨硼烷 水解 制氢 催化剂
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Nb-Ti-Fe渗氢合金成分优化设计和氢传输性能研究 被引量：2
7
作者 葛晓宇 闫二虎 +8 位作者 陈运灿 黄仁君 程健 王豪 刘威 褚海亮 邹勇进 徐芬 孙立贤 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期106-111,共6页
目前,围绕ⅤB族金属(Nb、V和Ta)及其合金开发廉价和高渗氢性能的合金膜材料成为研究的热点。基于此,本工作围绕Nb-Ti-Fe渗氢合金体系,即Nb_(10)Ti_(50+x) Fe_(40-x)和和Nb_(15)Ti_(45+x) Fe_(40-x)(x=0,5,10)合金,开展了一系列研究。首... 目前,围绕ⅤB族金属(Nb、V和Ta)及其合金开发廉价和高渗氢性能的合金膜材料成为研究的热点。基于此,本工作围绕Nb-Ti-Fe渗氢合金体系,即Nb_(10)Ti_(50+x) Fe_(40-x)和和Nb_(15)Ti_(45+x) Fe_(40-x)(x=0,5,10)合金,开展了一系列研究。首先通过SEM、EDS和XRD等对其显微结构特征进行了表征,在此基础上,利用氢渗透测试仪和Devanathan-Stachurski型电解池测量上述合金的氢传输性能,如氢渗透、氢扩散和氢溶解性能,最后阐明了合金成分、组织、氢传输性能之间的本征关系。研究结果表明,六种Nb-Ti-Fe三元合金均具有双相结构特征,即由TiFe相和α-Nb相组成,尽管个别成分中含有少量的NbFe相。此外,上述合金中,随着Ti/Fe比率的升高(即x值↑),共晶相体积分数增大,相反,初生TiFe相含量减少,伴随上述变化,合金的氢渗透性能变好,但抗氢脆性能变差,上述结果进一步证实了组织中的初生TiFe相和共晶相起抗氢脆作用,而α-Nb固溶体相起渗氢作用。Nb_(10)Ti_(55) Fe_(35) 合金在673 K下具有最优的渗氢性能,即:其氢渗透系数为3.28×10^(-8) mol H_(2) m^(-1)·s^(-1)·Pa^(-1/2),是相同实验条件下纯Pd的2.1倍。上述结果还远高于文献报道中的Nb_(12)Ti_(52)Fe_(36)(2.9×10^(-8) mol H_(2) m^(-1)·s^(-1)·Pa^(-1/2))。本工作证实了成分优化设计可以很好地调控合金的显微组织结构,进而获取综合性能良好的Nb-Ti-Fe渗氢合金。 展开更多
关键词 Nb-Ti-Fe合金 显微组织 氢渗透性能 氢扩散性能
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Nb-Ti-Fe合金的组织和耐腐蚀性能及置氢前后的显微硬度研究
8
作者 黄仁君 闫二虎 +8 位作者 陈运灿 葛晓宇 程健 王豪 刘威 褚海亮 邹勇进 徐芬 孙立贤 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期171-177,共7页
Nb-Ti-Fe滤氢合金膜具有高的氢渗透性能和价格较低的优势而受到广泛关注。然而,截至目前,关于该合金膜耐腐蚀性能的研究较少有人报道,合金组织和耐腐蚀性能之间的关系尚未建立。基于此,本工作对Nb-Ti-Fe氢分离合金的显微组织、耐腐蚀性... Nb-Ti-Fe滤氢合金膜具有高的氢渗透性能和价格较低的优势而受到广泛关注。然而,截至目前,关于该合金膜耐腐蚀性能的研究较少有人报道,合金组织和耐腐蚀性能之间的关系尚未建立。基于此,本工作对Nb-Ti-Fe氢分离合金的显微组织、耐腐蚀性能和置氢前后显微硬度开展了一系列研究。研究结果表明:Nb_(10)Ti_(50+x)Fe_(40-x)和Nb_(15)Ti_(45+x)Fe_(40-x)(x=0,5,10,15)两组合金中,当x<10,合金显微组织由初生α-Nb相和共晶(α-Nb+TiFe)相构成,当x>10,合金显微组织中初生相为TiFe相。当x=10时,少量的初生α-Nb相存在于Nb_(10)Ti_(60)Fe_(30)中,但该相在Nb_(15)Ti_(55)Fe_(30)合金中消失,取而代之的是共晶(α-Nb+TiFe)相。其次,上述合金经电化学腐蚀后,表面生成一层极薄的氧化物覆盖层,组分为Nb_(2)O_(5)、TiO_(2)、Nb_(2)C和Fe_(2)O_(3),腐蚀性能与相种类、成分紧密相关,Nb_(10)Ti_(65)Fe_(2)5合金(4#)的耐腐蚀性能较强,含有FeNb相较多的Nb_(15)Ti_(45)Fe_(40)合金(5#)耐腐蚀性能最低。另外,上述合金的置氢性能随着Ti/Fe原子比的增加而逐渐提高,相反,其维氏硬度值先降低而后增加,合金的平均硬度值分布在520HV~570HV之间,且组织中各相显微硬度值排列顺序由小到大为共晶(α-Nb+TiFe)、TiFe、α-Nb、FeNb,置氢后合金硬度降低原因是氢原子的引入促进位错增殖以及促使双扭折形核造成内部缺陷。 展开更多
关键词 Nb-Ti-Fe合金 显微组织 耐腐蚀性能 置氢 显微硬度
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AlCl_3对4MgH_2-Li_3AlH_6体系脱氢性能的影响
9
作者 王凌 徐芬 +1 位作者 孙立贤 褚海亮 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第24期58-61,共4页
在氩气气氛下,采用机械球磨法制备AlCl3掺杂的4MgH2-Li3AlH6储氢材料,研究AlCl3对4MgH2-Li3AlH6脱氢性能的影响。借助热重(TG)法研究了4MgH2-Li3AlH6-AlCl3体系的放氢性能,并运用X射线衍射(XRD)分析和差示扫描量热(DSC)法对其反应机理... 在氩气气氛下,采用机械球磨法制备AlCl3掺杂的4MgH2-Li3AlH6储氢材料,研究AlCl3对4MgH2-Li3AlH6脱氢性能的影响。借助热重(TG)法研究了4MgH2-Li3AlH6-AlCl3体系的放氢性能,并运用X射线衍射(XRD)分析和差示扫描量热(DSC)法对其反应机理进行了探索。实验结果表明,加入AlCl3可有效增加4MgH2-Li3AlH6体系的反应活性,促进二者分解放氢,并降低该体系的放氢温度,增大总脱氢量。当AlCl3的掺杂量为4%(摩尔分数)、磨球24颗、球磨时间2.0h和转速541r/min时,4MgH2-Li3AlH6-AlCl3体系起始放氢温度降至130℃,比4MgH2-Li3AlH6体系降低了43℃;且400℃时总脱氢量从5.5%(质量分数)增加到6.3%(质量分数)。同时,机理研究表明:在球磨过程中部分Li3AlH6和AlCl3发生反应,产生了活性Al,进而改善了体系的放氢性能。 展开更多
关键词 储氢性能MgHz Li3 AIH6 A1C13
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