摘要：直接醇燃料电池作为便携式电子产品的电源受到广泛关注,传统的直接醇燃料电池使用质子导电膜和铂基催化剂,存在一些问题。因此,设计使用非铂催化剂的碱性膜醇燃料电池受到格外重视。其中钯被认为是重要的铂取代材料。评论了碱性介质中醇类在Pd基电催化剂上氧化的热点问题,综述了Pd基催化材料的设计和最新研究进展及载体材料对Pd基催化剂催化氧化醇类的动力学性能、稳定性的影响及选择性氧化机理。

摘要：Hydrogen peroxide(H2O2)is a very useful chemical reagent,but the current industrial methods for its production suffer from serious energy consumption *** high-activity and high-selectivity catalysts to electrocatalyze the oxygen reduction reaction(ORR)through a two-electron(2e^-)pathway is a very promising route to produce *** this work,we obtained partially oxidized multi-walled carbon nanotubes(MWCNTs)with controlled structure and composition by oxidation with concentrated sulfate and potassium permanganate at 40℃ for 1 h(O-CNTs-40-1).The outer layers of O-CNTs-40-1 are damaged with defects and oxygen-containing functional groups,while the inner layers are maintained *** optimized structure and composition of the partially oxidized MWCNTs ensure that O-CNTs-40-1 possesses both a sufficient number of catalytic sites and good *** results of rotating ring disk electrode measurements reveal that,among all oxidized MWCNTs,O-CNTs-40-1 shows the greatest improvement in hydrogen peroxide selectivity(from ~ 30% to ~ 50%)and electron transfer number(from ~ 3.4 to ~ 3.0)compared to those of the raw *** results of electrochemical impedance spectroscopy measurements indicate that both the charge-transfer and intrinsic resistances of O-CNTs-40-1 are lower than those of the raw MWCNTs and of the other oxidized ***,direct tests of the H2O2 production confirm the greatly improved catalytic activity of O-CNTs-40-1 relative to that of the raw MWCNTs.

摘要：电解水制氢具有效率高、操作简单、易于耦合可再生能源等优点,被认为是大规模产氢最有希望的技术之一.通常贵金属基材料Pt和Ir(Ru)O_(2)分别用作阴极析氢反应(HER)和阳极析氧反应(OER)催化剂,进而提高水裂解效率.然而,它们的稀缺性、成本高和稳定性差等缺点严重限制了在电解水中的大规模应用.因此,急需开发廉价且高效的水裂解电催化剂.钼酸钴(CoMoO_(4))由于成本低、储量丰富、氧化还原活性位点多和稳定性高等优点,被认为是替代贵金属基催化剂的理想候选者.但由于CoMoO_(4)复杂的单斜晶体结构,从原子层面揭示其HER和OER电催化机理仍然是一个极大挑战,而在原子水平探索电催化剂不同晶面的催化活性对理解电催化机制和识别活性位点起着推动作用.本文采用密度泛函理论(DFT)从层状晶态CoMoO_(4)的晶面选择到活性位点设计系统研究了其水裂解电催化机制.CoMoO_(4)沿[110]晶格方向呈现层状排列晶体特征,通过表面能计算并基于Wulff原则构造了CoMoO_(4)的热力学稳定晶体结构,结果表明,具有较低表面能的(110)A(62 mJm^(-2))和(001)A(179mJm^(-2)面均为理论热力学稳定晶体结构的主导晶面,分别占据了64.25%和23.53%.因此以(110)A和(001)A晶面为研究对象,重点研究了其碱性水裂解的电催化活性及其深入的催化机制.结果发现,在CoMoO_(4)的(110)A面上的O_(3)位点吸附的H可以与两个氧原子(O_(3)和Oadj)相互作用,理论计算得到的氢吸附吉布斯自由能(ΔGH*)仅为0.22 eV,对应了最高的类似Pt的交换电流密度i0,所以其表现出最优异的HER活性;另外,(110)A面水解离(Volmer反应)能垒约为1.6 eV,远低于(001)A的4.6 eV,说明(110)A面拥有比(001)A面更好的H_(2)O解离能力,更有利于碱性溶液中的HER.过渡态计算结果表明,(110)A上的H*更倾向于与另一个来自吸附水的H结合,Heyrovsky步骤的能垒为1.63 eV,低于两个H*结合形成H_(2)的Tafel步骤能垒(2.04 eV).因此,CoMoO_(4)催化剂上的HER是沿着Volmer-Heyrovsky步骤进行的.此外,根据吉布斯自由能计算,(110)A面上OER过电位仅为0.74 V,优于(001)A面(0.84 V),这是因为(110)A面的Co和O间的结合力更强,中间体*O的吸附状态更稳定,使得决速步(*OH→*O)能垒降低.综上,本文对CoMoO_(4)及其同构物质如Mn(Ni,Fe)MoO4纳米催化剂的选择性合成和电催化机理研究具有借鉴意义.

摘要：针对日益严峻的水环境污染问题,将电催化水处理技术融入到本科实验教学中,设计了Fe_(7)S_(8)/C材料制备及电催化处理有机污染物的综合实验。采用罗丹明B为目标污染物,结合X-射线衍射仪、X-射线光电子能谱仪、扫描电镜和透射电镜等表征技术,研究了Fe_(7)S_(8)/C复合材料的物化性能,系统探究了其电催化降解性能。该实验涉及材料制备、表征和性能评价等多个环节,涵盖了材料学、环境化学、分析化学、电化学等多个学科领域。通过该实验能够激发学生的科研思维,提高相应的科研能力和综合实践能力等,实现了科研反哺教学,有效促进科教融合,有利于提升人才培养质量。

摘要：采用溶剂热助乙二醇还原法合成载量约为20 wt.%的Pt/C催化剂。利用TEM,XRD对产物的结构和形貌进行表征、TG对材料的实际Pt载量进行分析。通过循环伏安法和线性扫描伏安法考查所制备Pt/C催化剂的电催化氧还原反应活性。反应条件易控、操作简单方便、可重复性强,将材料的制备和物化表征很好地结合起来,不仅能锻炼学生的实验操作技能,也有利于培养创新思维和科研能力。

摘要：用NI myDAQ和微型计算机等开发制作了基于LabVIEW数据处理的自动测量液体表面张力系数实验仪。将传统手动测量读数据计算液体表面张力系数和用现代数据采集器传感器结合,计算机自动测量液体表面张力系数两种方法结合分别对纯水、不同浓度酒精进行数据测量,计算液体表面张力系数并且作曲线图。让学生掌握传统和现代测量方法、拓宽学生知识视野、培养学生用多种方法解决问题以及创新思维能力。

摘要：To fully exploit the superiority of tubular structures,in this study,we systematically explore the optimal preparation conditions for Ni/Co_(3)O_(4),including cation species and content,additive species and content,and anion *** results reveal that the formation of an initial cobalt nickel acetate hydroxide prism is the key factor and directly affects the final microtubular ***,P is subsequently doped into the Ni/Co_(3)O_(4)lattice to increase the M^(3+)/M^(2+)molar ratio(M=Co and Ni),promote reaction kinetics,and optimize electronic ***,the oxygen evolution reaction performance of P-doped tubular Ni/Co_(3)O_(4)is significantly higher than that of undoped Ni/Co_(3)O_(4)and the state-of-the-art RuO_(2)electrocatalyst.

摘要：热分析技术在材料学研究中,尤其是材料的热分解过程和反应动力学问题的研究中有着广泛的应用,对其熟练掌握可有效提升材料科学与工程学科学生的科研实践能力。科学的实验教学设计及规范的仪器管理能有效地提升学生对热分析技术掌握程度。本文结合实验课程教学和仪器管理工作实践,探索了在增强理论-实验衔接、丰富实验内容、拓展实验课程、实验仪器有效管理几个方面的改革,以此激发学生的学习热情、提高学生的学习效率、发展学生的创新及合作能力,并使仪器更好地为培养符合国家“双一流”要求的人才服务。