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有限元数值模拟在能源小分子电催化还原体系中的应用进展
1
作者
聂全灏
宋雪旦
+2 位作者
刘朔
于畅
邱介山
《洁净煤技术》
北大核心
2025年第4期1-13,共13页
H_(2)O、CO_(2)、N_(2)等小分子物质的电催化转化技术在氢气、甲烷、氨等化学品合成领域获得广泛应用。近年来,基于光伏、风电、水电等发电技术的发展,电催化技术产生了巨大的发展应用空间。然而,电催化体系的复杂多相反应过程涉及电化...
H_(2)O、CO_(2)、N_(2)等小分子物质的电催化转化技术在氢气、甲烷、氨等化学品合成领域获得广泛应用。近年来,基于光伏、风电、水电等发电技术的发展,电催化技术产生了巨大的发展应用空间。然而,电催化体系的复杂多相反应过程涉及电化学、传质、传热等多物理场的强耦合作用,传统实验方法难以全面解析其内在机理,制约了电催化技术的进一步发展。有限元数值模拟是基于电场、温度场和流动场等物理场耦合建立电催化体系的数学物理模型,模拟体系内部的电催化反应、物质传递、动量传递和热量传递等过程的有效方法,能够揭示电催化体系中“构-效”关系的内在规律,指导设计和优化电催化体系。梳理了有限元数值模拟在电催化领域中的发展历程,简介了电催化体系中有限元数值模拟的计算流程,指出了有限元数值模拟在电催化体系中能够解决的实际问题。从催化剂结构设计、边界条件调控、反应器设计3个方面,回顾了近年来有限元数值模拟在能源小分子电催化转化技术中的研究进展。最后展望了有限元数值模拟在电催化领域中的发展方向。有限元数值模拟正在从辅助分析工具发展为电催化体系优化的重要驱动力。随着计算方法的进步和多学科交叉融合,有限元数值模拟有望在质子耦合电子转移机制解析、工业级电解槽放大等关键问题上发挥更大作用,加速能源小分子电催化技术的实际应用。
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关键词
电化学
数值模拟
催化
有限元
新能源
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职称材料
Fe_2O_3/煤基石墨烯纳米复合材料制备及其电化学性能研究
被引量：
9
2
作者
张亚婷
李景凯
+1 位作者
周安宁
邱介山
《化工新型材料》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第6期104-107,共4页
以自然界富产煤炭为原料,通过高温处理、化学氧化及等离子体技术制备了煤基石墨烯,并进一步通过水热合成法将Fe2O3负载在所制石墨烯表面,成功制备了不同质量比的Fe2O3/石墨烯纳米复合材料。采用SEM、TEM等技术手段,研究了Fe2O3/石墨烯...
以自然界富产煤炭为原料,通过高温处理、化学氧化及等离子体技术制备了煤基石墨烯,并进一步通过水热合成法将Fe2O3负载在所制石墨烯表面,成功制备了不同质量比的Fe2O3/石墨烯纳米复合材料。采用SEM、TEM等技术手段,研究了Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的结构特征;采用电化学工作站和锂电池系统,研究了Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的电化学特征。实验结果表明:质量比为50%的Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的各项电化学性能最佳。
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关键词
煤基石墨烯
FE2O3
复合材料
电化学性能
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职称材料
金属改性煤基石墨烯复合材料的制备及其光催化性能
被引量：
2
3
作者
张亚婷
李可可
+3 位作者
任绍昭
王黛玉
周安宁
邱介山
《影像科学与光化学》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期475-481,共7页
石墨烯由于其大的比表面积和良好的电子传输特性,在光催化领域具有巨大的应用潜力。本文通过水热法原位合成制备得到CuO/TiO_2/煤基石墨烯复合材料(CTG),采用XRD、SEM、TEM等手段对样品结构、形貌等进行了表征和分析;进而以CuO/TiO_2/...
石墨烯由于其大的比表面积和良好的电子传输特性,在光催化领域具有巨大的应用潜力。本文通过水热法原位合成制备得到CuO/TiO_2/煤基石墨烯复合材料(CTG),采用XRD、SEM、TEM等手段对样品结构、形貌等进行了表征和分析;进而以CuO/TiO_2/煤基石墨烯复合材料为光催化剂,在可见光条件下还原CO_2制备甲醇以考察其光催化性能。结果表明,CuO/TiO_2/煤基石墨烯复合材料具有良好的光催化活性,当其中Cu的负载量为2%(质量分数)时,目标产物甲醇的产率最高可达94.79μmol/g.cat,为同样条件下单独采用煤基石墨烯作为光催化剂时甲醇产率的5倍。
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关键词
煤基石墨烯
复合材料
光催化
二氧化碳
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职称材料
题名
有限元数值模拟在能源小分子电催化还原体系中的应用进展
1
作者
聂全灏
宋雪旦
刘朔
于畅
邱介山
机构
大连理工大学
化学学院
大连理工大学
智能
材料
化工
前沿科学中心
大连理工大学能源材料化工辽宁省重点实验室
大连理工大学
化工
学院
大连理工大学
精细
化工
国家
重点
实验室
北京化
工大
学化学工程学院
出处
《洁净煤技术》
北大核心
2025年第4期1-13,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(22478065,U24B20198)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(DUT23LAB612)
国家重点研发计划资助项目(2022YFB4101602)。
文摘
H_(2)O、CO_(2)、N_(2)等小分子物质的电催化转化技术在氢气、甲烷、氨等化学品合成领域获得广泛应用。近年来,基于光伏、风电、水电等发电技术的发展,电催化技术产生了巨大的发展应用空间。然而,电催化体系的复杂多相反应过程涉及电化学、传质、传热等多物理场的强耦合作用,传统实验方法难以全面解析其内在机理,制约了电催化技术的进一步发展。有限元数值模拟是基于电场、温度场和流动场等物理场耦合建立电催化体系的数学物理模型,模拟体系内部的电催化反应、物质传递、动量传递和热量传递等过程的有效方法,能够揭示电催化体系中“构-效”关系的内在规律,指导设计和优化电催化体系。梳理了有限元数值模拟在电催化领域中的发展历程,简介了电催化体系中有限元数值模拟的计算流程,指出了有限元数值模拟在电催化体系中能够解决的实际问题。从催化剂结构设计、边界条件调控、反应器设计3个方面,回顾了近年来有限元数值模拟在能源小分子电催化转化技术中的研究进展。最后展望了有限元数值模拟在电催化领域中的发展方向。有限元数值模拟正在从辅助分析工具发展为电催化体系优化的重要驱动力。随着计算方法的进步和多学科交叉融合,有限元数值模拟有望在质子耦合电子转移机制解析、工业级电解槽放大等关键问题上发挥更大作用,加速能源小分子电催化技术的实际应用。
关键词
电化学
数值模拟
催化
有限元
新能源
Keywords
electrochemistry
numerical simulation
catalysis
finite element
new energy
分类号
TQ151 [化学工程—电化学工业]
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职称材料
题名
Fe_2O_3/煤基石墨烯纳米复合材料制备及其电化学性能研究
被引量：
9
2
作者
张亚婷
李景凯
周安宁
邱介山
机构
西安科技
大学
化学与
化工
学院
大连理工大学能源材料化工辽宁省重点实验室
暨精细
化工
国家
重点
实验室
出处
《化工新型材料》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第6期104-107,共4页
基金
国家自然基金(21276207
U1203292)
文摘
以自然界富产煤炭为原料,通过高温处理、化学氧化及等离子体技术制备了煤基石墨烯,并进一步通过水热合成法将Fe2O3负载在所制石墨烯表面,成功制备了不同质量比的Fe2O3/石墨烯纳米复合材料。采用SEM、TEM等技术手段,研究了Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的结构特征;采用电化学工作站和锂电池系统,研究了Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的电化学特征。实验结果表明:质量比为50%的Fe2O3/石墨烯纳米复合材料的各项电化学性能最佳。
关键词
煤基石墨烯
FE2O3
复合材料
电化学性能
Keywords
coal-based-graphene, Fe2O3, composite, electrical property
分类号
TQ127.11 [化学工程—无机化工]
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
金属改性煤基石墨烯复合材料的制备及其光催化性能
被引量：
2
3
作者
张亚婷
李可可
任绍昭
王黛玉
周安宁
邱介山
机构
西安科技
大学
化学与
化工
学院
大连理工大学能源材料化工辽宁省重点实验室
暨精细
化工
国家
重点
实验室
出处
《影像科学与光化学》
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期475-481,共7页
基金
国家自然科学基金项目(21276207
U1203292)资助
文摘
石墨烯由于其大的比表面积和良好的电子传输特性,在光催化领域具有巨大的应用潜力。本文通过水热法原位合成制备得到CuO/TiO_2/煤基石墨烯复合材料(CTG),采用XRD、SEM、TEM等手段对样品结构、形貌等进行了表征和分析;进而以CuO/TiO_2/煤基石墨烯复合材料为光催化剂,在可见光条件下还原CO_2制备甲醇以考察其光催化性能。结果表明,CuO/TiO_2/煤基石墨烯复合材料具有良好的光催化活性,当其中Cu的负载量为2%(质量分数)时,目标产物甲醇的产率最高可达94.79μmol/g.cat,为同样条件下单独采用煤基石墨烯作为光催化剂时甲醇产率的5倍。
关键词
煤基石墨烯
复合材料
光催化
二氧化碳
Keywords
coal-based graphene
composites
photocatalytic
carbon dioxide
分类号
O643.36 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
有限元数值模拟在能源小分子电催化还原体系中的应用进展
聂全灏
宋雪旦
刘朔
于畅
邱介山
《洁净煤技术》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
Fe_2O_3/煤基石墨烯纳米复合材料制备及其电化学性能研究
张亚婷
李景凯
周安宁
邱介山
《化工新型材料》
CAS
CSCD
北大核心
2015
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
金属改性煤基石墨烯复合材料的制备及其光催化性能
张亚婷
李可可
任绍昭
王黛玉
周安宁
邱介山
《影像科学与光化学》
CAS
CSCD
北大核心
2016
2
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职称材料
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