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为构建低成本、高效的析氢(HER)和析氧(OER)双功能电催化剂,基于基团配位原理,以氧化石墨烯为载体,硝酸镍、铁氰化钾、柠檬酸三钠为原料,通过水热-磷化热解法制备磷化镍铁/石墨烯复合电催化剂(NiFe-P/RGO)。采用SEM、TEM、XRD、XPS和BET多种物理手段对NiFe-P/RGO电催化剂的化学结构和物理形貌进行了表征,并对NiFe-P/RGO电催化剂的碱性全解水性能进行了测试。研究结果表明,高活性NiFe-P与高导电性石墨烯有效复合,极大地增加了传质传荷能力,从本质上提高了催化剂的电催化性能。在HER和OER反应中,NiFe-P/RGO在10 mA/cm2电流密度下的产氢和产氧过电位分别为125 mV和218 mV。将NiFe-P/RGO分别作为阴极和阳极组装成全解水装置,在10 mA/cm2下,其施加电压为1.52 V,并且具有优异的稳定性。 ...
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粉体应用
石墨烯是一种二维片层结构材料,具有优良的抗渗透性能和化学惰性,在聚合物涂层中加入石墨烯可弥补这类涂层在服役过程中内部形成微裂纹等不足,有效延长涂层的服役寿命。本文综述了石墨烯的七种制备方法,总结对比了不同制备方法的特点,并且分析了石墨烯在防腐涂层中对腐蚀介质的屏蔽阻隔、局部导电性的改变以及作为具有慢性释放功能的缓释剂的微载体等增强涂层性能的作用。在制备石墨烯增强聚合物涂层过程中,石墨烯容易发生团聚,影响涂层服役效果。本文首先分析了石墨烯团聚现象的原因,并从物理分散和化学分散两个角度,讨论了改善石墨烯分散性的几种方法,并总结了几种分散方式的优缺点,为今后制备性能更加优良的石墨烯聚合物涂层材料提供重要的参考。石墨烯作为一种新型材料逐渐在许多领域被应用,本文还描述了石墨烯复合涂层在输电塔、天然气管道、海洋船舶、航空航天等方面的应用。 ...
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采用Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),制备过程中分别采用了冷冻干燥和常规干燥(干燥温度分别为60℃和100℃),制得的GO分别记为GO-LT,GO-60,GO-100,并利用乙二醇还原法制备了Pt/rGO(rGO为还原GO)催化剂。采用XRD,FTIR,AFM,XPS,H2-TPR等方法对GO和Pt/rGO进行了表征,并将催化剂用于萘加氢制十氢萘反应,考察了干燥温度对GO和Pt/rGO的结构、物化性质及Pt/rGO加氢脱芳烃催化性能的影响。实验结果表明,干燥温度升高有利于Pt纳米粒子的分散,且能够促进含氧官能团的还原,但容易使石墨层堆叠;Pt/rGO-60催化剂的Pt纳米粒子分散度高,且石墨层没有严重堆叠,因此Pt/rGO-60催化剂的活性和十氢萘选择性明显高于Pt/rGO-LT和Pt/rGO-100,实现了萘的高效深度加氢饱和。 ...
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