摘要：可再生能源驱动电催化水分解产氢气在现代氢能及氢燃料电池可持续发展方面,有着极其重要的地位。其中,性能优良催化剂的设计与开发又是重中之重。本文重点发展了一种磷掺杂的铂-钌合催化剂(Ru-P)#Pt/C),TEM分析确认Ru金属纳米粒子的球形形态,XRD表征Ru纳米粒子以六方密堆积形式存在。XPS分析进一步说明了Ru以金属态存在,Pt的原子比在14.5%左右,且以轻微氧化的状态存在,表明其可能与P成键。(Ru-P)@Pt合金催化剂在碱性电解液中表现出优异的电解水析氢性能,在10 mA·cm^(-2)的电流密度下的过电位仅为***,Tafel斜率值为***^(-1),表明该催化剂析氢决速步为Tafel步骤。而同等条件下,仅P掺杂的Ru催化剂及Pt负载的P掺杂的CNT,其性能均远逊于该目标催化剂,表明了P与Pt共掺杂的协同作用。(Ru-P)#Pt/C合金催化剂经过24h耐久性测试,其10mA·cm^(-2)的过电位及稳定性测试后LSV电流仅出现轻微衰退。这表明P掺杂的Ru-Pt合金催化剂中Ru、Pt、P活性位点间的协同作用,显著提高了电催化析氢活性与稳定性,为高性能碱性电解水析氢催化剂的设计打开了广阔的前景。

摘要：研究了磷酸的引入对以聚丙烯腈为基体碳负极材料性能的影响．元素分析、ＸＰＳ及ＸＲＤ分析结果表明，磷在碳材料中与碳及氧原子相结合．磷酸的引入在较低的温度（６００℃）下有利于聚丙烯腈－ＣＮ基的环化、脱氢碳化过程，使氮的含量及ｇｒａｐｈｅｎｅ氮的相对含量增加，磷的键合使碳材料的层间距反而增加，因此位于０．９Ｖ以上及以下的可逆容量均随磷酸的加入量的增加而增加，总的可逆容量高达５２４ｍＡｈ／ｇ．而在较高的温度（１０００℃）下，碳化程度变化不大，主要表现为磷原子的掺杂效果，其引入使位于１．

摘要：通过将科研成果渗透到基础实验教学中,设计了磷掺杂还原氧化石墨烯的合成综合实验,该成果将应用于新能源材料与器件专业本科实验教学。实验内容包括氧化石墨烯和磷掺杂还原氧化石墨烯的合成、电极的制备、材料的分析测试三部分。实验涉及材料制备理论、制备工艺工艺方法、材料表征等方面基本知识,在学生文献调研和动手操作过程中更好的理解理论知识,锻炼学生的分析、解决问题的能力和科研能力等综合能力,有助于培养复合型、创新型人才。

摘要：采用淀粉作为碳源、磷酸作为磷源,方便经济地制备了高比表面积的微孔磷掺杂淀粉碳催化剂P@C。实验结果表明,磷酸不仅可以实现淀粉碳中磷的有效掺杂,还可以对碳材料比表面积和孔道结构进行有效调控。更为重要的是制备的P@C催化剂样品表面具有丰富的弱酸中心,并对环己烷无氧脱氢制苯产氢反应表现出了良好的催化性能。使用磷含量1.53%的P@C催化剂,当反应温度为525℃时,环己烷转化率达85%以上,苯选择性接近100%。本研究可为有机液体储氢技术的应用设计提供有益参考。

摘要：随着化石燃料使用的增加和温室气体排放量持续上升,20世纪以来气温上升得更快。开发环境友好型能源取代传统化石燃料是当务之急。氢能源作为-种清洁、高效的能源,被认为是最有希望取代传统化石燃料的能源。光催化水分解水产氢作为为一种环保型技术被认为是最有前景的氢能生产方法。提高光生电子-空穴对分离效率是构建高效光催化剂的关键。然而,利用高度分散的助催化剂构建高效、稳定的产氢光催化剂仍然是-一个挑战。本文首次成功地采用--步原位高温磷化法制备了高度分散的非贵金属三金属过度金属磷化Co_(0.2)Ni_(1.6)Fe_(0.2)P助催化剂(PCNS-CoNiFeP)掺杂P的石墨相氮化碳纳米片(PCNS)。有趣的是,PCNS-CoNiFeP与传统氢氧前驱体磷化法制备的CoNiFeP相比,没有聚集性,分散性高。X射线衍射(XRD).X射线光电子能谱(XPS).元素映射图像和高分辨率透射电镜(HRTEM)结果表明,PCNS-CoNiFeP已成功合成。紫外-可见吸收光谱结果表明,PCNS-CoNiFeP在200--800 nm波长范围内较PCNS略有增加。光致发光光谱、电化学阻抗谱(EIS)和光电流分析结果表明,CoNiFeP助催化剂能有效促进光生电子空穴对的分离,加速载流子的迁移。线性扫描伏安法(LSV)结果还表明,负载CoNiFeP助催化剂可大大降低CNS的过电位。结果表明,以三乙醇胺溶液为牺牲剂的PCNS-CoNiFeP最大产氢速率为1200 μmol-h^(-1).g^(-1),是纯CNS-Pt(320 μmol-h^(-1).g^(-1))的4倍。在420 nm处的表观量子效率为1.4%。PCNS-CoNiFeP在光催化反应中也表现出良好的稳定性。透射电镜结果表明,6-8 nm的CoNiFeP高度分散在PCNS表面。高度分散的CoNiFeP比聚集的CoNiFeP具有更好的电荷分离能力和更高的电催化析氢活性。由此可见,聚合的CoNiFeP-PCNs(300 μmol-h^(-1).g^(-1))的产氢速率远低于PCNS-CoNiFeP.此外,CNS的P掺杂可以改善其电导率和电荷传输。

摘要：以磷酸二氢钠(NaH_(2)PO_(4))为磷源,通过溶剂热法制备了P掺杂的TiO_(2)/C(P-TiO_(2)/C)纳米管以改善TiO_(2)的储锂性能.电化学测试表明:P-TiO_(2)/C负极具有高的比容量(在0.1 A·g^(-1)的电流密度下达到335 mAh·g^(-1))、优异的倍率性能(在2.0 A·g^(-1)的电流密度下为92 mAh·g^(-1))及循环性能(在1.0 A·g^(-1)的电流密度下经过1000次循环后放电比容量仍维持在135 mAh·g^(-1)).并且,P-TiO_(2)/C在2 mV·s^(-1)时的赝电容贡献约为96%.由P-TiO_(2)/C负极和活性炭正极组装的锂离子电容器在250 W·kg^(-1)的功率密度下能量密度能够达到74.7 Wh·kg^(-1).此外,该锂离子电容器在10000次循环后比电容保持率约为43%.此外,该器件在1.0A·g^(-1)下循环10000次后充满电仍可点亮18只红色的LED灯组成的“LIC”字样.该工作为高性能锂离子电容器TiO_(2)负极材料的设计提供了思路.

摘要：将丝素蛋白和聚丙烯酰胺作为柔性基体,磷掺杂还原氧化石墨烯作为导电物质,按不同比例混合后,设计并制备出一种软导电水凝胶。采用扫描电子显微镜对水凝胶的形貌进行观察,用万用电表对水凝胶的传感性能进行检测,并通过万能试验拉伸机测量水凝胶的弹性。制备的水凝胶具有显著的可拉伸性和压缩性,力学性能稳定,可组成具有宽传感范围的应变/应力传感器(应变:2%~800%;应力:0.5~85 kPa)。对水凝胶进行多次压缩-回复测试后,水凝胶仍能回复原状。采用制备的水凝胶传感器监测人体的一系列物理信号(关节运动、面部姿势、脉搏、呼吸等),这种由丝素蛋白、聚丙烯酰胺组成的水凝胶是一种多功能材料,可用于可穿戴电子设备、健康和运动监测器、软机器人等领域。