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第一篇化学新能源论文范文参考：气体水合物成核与生长的分子动力学模拟研究
发达国家的工业化进程大大加速了传统化石能源的消耗.目前,以化石能源消费为主的世界各国都面临着能源减少的挑战.而天然气水合物具有分布广、储量大、能量密度高、绿色清洁等特点,被一致认为是21世纪极具潜力的新型替代能源.由于其作为新能源的潜在应用,对水合物的研究已在全球范围内受到了高度重视.我国已经在南海北部的神狐海域和祁连山南缘的永久冻土带中发现并成功取获了天然气水合物实物样品,水合物作为新能源在我国未来能源战略中的地位将越来越重要.然而,和美国、日本等发达国家相比,我国在水合物方面的研究尚处于起步阶段,在基础研究层面上还存在很大的空白.目前,实验科学在水合物的形成、分解、热力学性质等方面已有相当大的突破,但由于实验方法和手段等的限制,仍无法在微观上给出详细的解释.随着计算机科技的迅速发展,计算机模拟方法已经成为在分子尺度上理解微观机理的强大工具.
本论文通过分子动力学模拟方法,从分子尺度上研究了气体水合物的成核与生长过程.具体包括二氧化碳水合物在固体表面的生成机理、客体分子性质对水合物生长机理的影响、以及二氧化碳置换甲烷水合物的置换机理.
在自然环境中,水合物的生成往往都发生在固体表面,因而理解水合物在固体表面的生成机理对于一些工程应用,例如以水合物的方式封存C02温室气体,是至关重要的.本论文分别模拟了两相环境和三相环境中CO2水合物在固体表面的成核与生长机理,并探讨了固体表面性质对机理的影响.主要研究结论汇总如下.(1)模拟研究发现在亲水性较强的固体表面上,成核是一个三步机理.(2)成核机理随固体表面亲水性的减弱而逐步演化,最终退化成两步机理.成核机理的改变主要是因为固体表面的亲水性对水分子局部结构和C02分布的影响.随着亲水性的减弱,成核的诱导时间减少,表明水合物的成核过程更易于在弱亲水表面下发生.固体表面的结晶度可以影响水合物的无定形程度.(3)在三相环境中,水合物的成核发生在三相接触线附近,然后沿接触线生长并向CO2相偏移.
除了自然界广泛存在的天然气水合物之外,很多无机和有机小分子都可以充当客体分子形成水合物.不同的客体分子形成水合物的机理也是有差异的.客体分子性质对水合物形成机理的影响同样是值得关注和研究的一个方面.本论文模拟了(ε,σ)回空间中各种Lennard—Jones客体分子对水合物生长的影响.模拟研究发现水合物的生长过程总是开始于客体分子在水合物环表面的吸附,同时伴随有客体分子迁移率的降低.势阱深度ε调控着水合物核的生长路径和速率,而分子直径σ调控着水合物的动力学优先结构.(ε,σ)平面的动力学相图说明动力学优先结构基本上和热力学稳定的水合物结构相一致.
此外,利用CO2置换天然气水合物中的CH4在工程实践中既具有能源开采价值,又具有环境保护意义,因而是气体水合物研究领域极具前景的一个研究热点.本论文模拟了CO2置换水合物中的CH4分子的置换机理和动力学性质.模拟研究发现,熔化的CH4水合物带有大量的残余环,是造成“记忆效应”的主要原因.水合物残余环可以促进C02水合物的成核过程,另一方面客体分子的化学势也会影响置换过程.在动力学方面,随着置换过程的进行,置换形成的CO2水合物层为进一步置换提供了传质能垒,减缓了置换速率.总体上,置换过程协同受控于客体分子的化学势、“记忆效应”以及质量传递.
总体而言,气体水合物的成核与生长过程是一个非常复杂的物理化学过程.本论文的研究工作仅对这一过程在分子尺度上的微观机理进行了一定程度的探讨.然而,考虑到成核与生长的复杂性,分子模拟研究绝不仅限于以上课题.相反,计算机模拟技术的应用给该领域带来了新的机遇,同时也开辟了新的研究方向,从而开创新的进展.
第二篇化学新能源论文样文：锂离子电池富锂锰基正极材料的研究与电池低成本化分析
近年来,传统能源的过度消耗导致环境污染问题（例如温室效应、酸雨等）日益严重.采用新能源替代传统能源是缓解环境问题的主要途径之一.在新能源中,锂离子电池具有体积小、能量密度高、重量轻等优势,在手机、笔记本电脑、电动自行车和电动汽车等领域已逐步取代其他电池,且拥有较高的市场占有率.随着锂离子电池用量的逐年增加,锂离子电池的高成本问题已引起人们的广泛关注.正极材料在锂离子电池中所占比例最大,且价格比重也最高,因此降低正极材料的成本是降低锂离子电池成本的有效途径之一.由于钴资源的稀有性和价格昂贵性,目前商品化的正极材料LiCoO2中较高的钴含量,不仅会对环境造成污染,也使锂离子电池的成本高于镍氢、镍镉电池.成本问题已成为锂离子电池进一步发展的阻力之一.开发“低钴”或“无钴”型高能量密度的锂离子电池正极材料已势在必行.
本文在综述了锂离子电池及相关正极材料研究进展的基础上,以探索开发绿色低成本且电化学性能优异的锂离子电池正极材料为研究目标,以高能量密度的富锂锰基正极材料为研究对象,对材料合成工艺进行了优化创新,并采用体相掺杂和包覆改性方法,系统研究了材料合成方法、改性等对结构、形貌和电化学性能等方面的影响,并深入探讨了锂离子电池低成本化之路的实现途径.
本论文的主要研究内容如下：
(1)采用溶胶凝胶法制备“低钴型”富锂锰基正极材料Li[Li0.2Co0.13Ni0.13Mn0.54]O2,选取不同的绿色有机酸（草酸、酒石酸、琥珀酸）作为螯合剂,研究不同螯合剂对该材料结构、形貌和电化学性能的影响.研究结果表明,制备得到的材料都属于α-NaFeO2结构,空间群为R m.材料的颗粒形貌呈现类球形.以酒石酸为螯合剂制备得到的材料电化学性能最佳,0.1C的初始放电容量最高,为281.1mA h g1,循环50周后的可逆容量为240.5mAh g–1,该样品优异的电化学性能主要归功于锂离子在较小颗粒尺寸中的扩散路径较短.琥珀酸为螯合剂制备的材料循环稳定性最好,在0.1C循环50周后的容量保持率在为87.4%.但是这类富锂正极材料中含有钴元素,成本较高的同时,还会对环境造成污染.
(2)采用氢氧化物共沉淀法制备“镍锰型”富锂锰基正极材料Li1.2Ni0.2Mn0.6O2,并采用湿化学法对该材料进行了FeF3/LiF复合包覆改性研究.将转换反应正极氟化铁与嵌入/脱出反应机理正极相结合的设计思路是保证材料优异电化学性能的理论基础.XRD表征发现包覆后样品中出现了氟化锂的衍射峰,这是由于内部材料中的锂在煅烧过程中向外扩散导致的.另外,不同包覆量得到的表面包覆层厚度有所不同,导致电化学性能有所差异.具有超薄包覆层(2~3nm)样品的容量更高且倍率性能更优异,在0.1C下首次放电容量为291.8mAh g1,循环60周后的可逆放电比容量为260.1mAh g1,在5C的高倍率下循环100周后仍然有170.3mAh g1.具有较厚包覆层样品的循环性能得到了明显改善,在0.1C的首次放电容量为229.1mAh g1,循环60周后的可逆放电比容量为234.5mAh g1,容量保持率超过100%.尽管包覆后的材料都具有优异的电化学性能,但是镍元素含量较高.相对于其他廉价金属,镍资源的价格仍然较高,仍然需要进一步降低成本.
(3)采用共沉淀-水热-煅烧的复合方法,制备出“铁锰型”富锂锰基正极材料Li1.2Fe0.4Mn0.4O2(LiFeO2Li2MnO3),铁元素的加入大幅度降低了正极材料的成本.尽管制备的铁锰基富锂正极具有较好的晶体结构,但是该材料的电化学性能较差,在24.8V区间内0.1C循环50周后的可逆放电容量只有152.2mAh g1.因此,本研究还对该材料进行了铬掺杂改性研究以期提高其电化学性能.不同铬掺杂量的材料LiFe1xCrxO2Li2MnO3(x等于0、0.1、0.25、0.5)的电化学性能较掺杂前有所提升.当x等于0.1时,样品在0.1C循环50周后的可逆放电容量提高至161mA h g1,但是仍与“低钴型”或“镍锰型”富锂锰基正极材料的容量相差较多.这主要是由于Ni2+/Ni4+的氧化还原电对对容量的贡献较大,“铁锰型”正极材料在过分地追求低成本的同时牺牲了高容量.
(4)为了兼得低成本和高容量,再次引入少量镍元素,采用溶胶凝胶法合成了“铁镍锰型”富锂锰基正极材料Li[Li1/6Fe1/6Ni1/6Mn1/2]O2,并讨论了不同螯合剂（柠檬酸、酒石酸、己二酸）对材料结构、形貌和电化学性能的影响.XRD测试表明,制备得到的材料都属于α-NaFeO2结构,空间群为R m.材料的颗粒形貌呈现类球形,颗粒尺寸分布均匀,约为100~200nm.不同螯合剂制备得到的材料结构和形貌没有很大的差别.电化学测试结果说明柠檬酸为螯合剂制备样品的电化学性能最优异,在24.8V区间内0.1C循环50周后的可逆放电容量为151.2mAh g1.
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(5)本文采用氢氧化物共沉淀法制备了具有多级结构的富锂正极材料Li[Li0.2Fe0.1Ni0.15Mn0.55]O2,电化学性能测试结果表明该材料在0.1C下循环50周后的可逆放电容量为164.8mA h g1.由于纯相“铁镍锰型”富锂锰基正极材料的容量较低,对其进行包覆改性成为兼得低成本和高容量的必然趋势.因此,本研究对氢氧化物共沉淀法制备的材料Li[Li0.2Fe0.1Ni0.15Mn0.55]O2进行了氟化铝和氧化铝包覆改性研究,期望进一步提升此类低成本正极材料的电化学性能.实验结果表明,氧化铝包覆的样品各方面的性能都有所提升,尤其是0.1C的可逆容量和循环性能,其首次放电容量为272.3mAh g1,循环50周后的可逆放电容量为229.3mAh g1.氟化铝包覆后的材料0.1C的首次放电容量下降至250.2mA h g1,循环50周后的可逆放电容量为220mA h g1,远远高于原始样品的可逆容量.该样品还具有优异的倍率能力,10C下循环100周后的可逆比容量为122.8mA h g1,容量保持率为87.3%,20C下循环100周后可逆比容量仍然有112.5mA h g1.其优异的倍率性能归因于其内部出现的尖晶石-层状共生结构.总之,氧化铝和氟化铝包覆改性后的材料的可逆容量和循环性能的显著提升能够满足低成本高容量正极材料的要求.
(6)本文还对氢氧化物共沉淀法制备的材料Li[Li0.2Fe0.1Ni0.15Mn0.55]O2进行了磷酸铝和磷酸铁包覆改性研究,系统地研究了不同包覆量对材料结构、形貌和电化学性能的影响.XRD表征发现,在磷酸铝和磷酸铁包覆改性后的样品中都出现了磷酸锂的衍射峰,且磷酸锂衍射峰的强度随着包覆量的增加而逐渐增强.SEM图像表明包覆样品的表面存在无定形态磷化物和结晶态磷酸锂的复合纳米保护层.磷酸铝包覆量为5wt.%的样品循环性能方面表现出很大的改善.该样品在0.1C下初始放电容量最高,为296.4mAh g1,循环50周后可逆放电容量为220.4mAh g1,容量保持率为74.4%.除此之外,该样品的倍率性能也有很大改善,10C循环100周后的可逆放电容量为120.2mA h g1.同时,磷酸铁包覆量为3wt.%的样品0.2C下的首次放电容量达到最高,为273.9mA h g1,循环50周后的可逆放电比容量为192mA h g1,其倍率性能也有很大改善,10C循环100周后的可逆放电容量为125.3mAh g1.包覆后样品优异的电化学性能归因于表面包覆层的多功能保护作用,包括抑制材料与电解液的反应、保留更多的氧空位和表面快离子导体相-磷酸锂的的正面效应.
(7)本论文还对锂离子电池低成本化的实现途径进行了分析探讨.分析结果表明,降低锂离子电池成本主要包括三种途径：一是从原材料方面降低成本,主要包括探索开发原材料成本低且电化学性能优异的锂离子电池正极材料,并采用绿色技术回收废旧锂离子电池,将回收得到的材料再次作为正极材料的原料,实现电池电极材料的循环再生产；二是降低电池电极材料在生产和制作工艺过程中的成本；三是降低投入使用中的锂离子电池的成本,采用物理法或电化学法等对锂离子电池进行修复,减少不可避免的容量衰减,从而延长锂离子电池的使用寿命.
第三篇化学新能源论文范文模板：光化学条件下简单化学反应的理论计算模拟
进入二十一世纪之后,人们开始逐渐关注能源问题,并付出很大的努力去寻找一种能够替代石油的新能源技术.在这样的现实背景之下,各国纷纷开展了自己的新能源计划.新能源一般包括三大类,即太阳能,风能,生物质能.其中太阳能是其中最被看好,并且最有潜力的新能源技术.太阳能的利用方法一般有以下几种：第一种是直接将光能转化成电能,即光伏电池(Photovoltaics).光伏电池的发展历史十分悠久,已经超过100年.在这漫长的发展过程中,太阳能电池的基本结构和原理并没有发生显著的改变.单层太阳能电池制作工艺相对简单,性质比较稳定,但是光转化效率较低.理论上单层太阳能电池的极限转化效率为33%,而实验上得到的最高光转化效率为27.6%,是薄膜GaAs.多层太阳能电池则能够达到更高的光转化效率,理论上的极限转化率为66%.根据美国可再生能源国家实验室的数据显示,目前实验上多层太阳能光伏电池能够达到的最高光转化效率是43.5%.上述传统太阳能光电池的一个共同点就是在电池工作时没有发生净的化学反应.
除了上述传统的太阳能光电池之外,另外一种利用太阳能的方法则是利用光能引发化学反应,称为光电化学池(photoelectrochemical cell).对于这类光电池的研究起源于1972年Fujishima和Honda两人所进行的开创性工作.他们发现,通过光照射TiO2阳极,可以在远低于理论电压的条件下面将水分解成氢气和氧气.这类反应往往具有很重大的意义,因此光电化学池一经发现便得到了广泛的关注.综上所述,太阳能的利用方式多种多样,各具特色.太阳能电池和太阳能电化学池的工作原理十分相似.本论文将介绍本人在光催化方面的理论研究,主要分为三个部分,第一方面是关于TiO2光催化水裂解(OER)机理的理论研究；第二部分是关于TiO2形貌对于OER反应活性的影响；第三部分是关于光催化醇氧化机理的研究.
TiO2光催化水裂解机理的理论研究光催化水裂解是最早发现的一个光催化反应,也是具有很大实用价值的一个反应.在该过程中,阳极(氧化)反应,即光催化氧化水,往往具有较高的能量损失,因此一直是光催化水裂解的一个瓶颈.为了克服这个瓶颈,需要我们从微观层面上去理解这个反应.本论文就通过DFT理论计算,系统地研究了OER反应在TiO2表面上的反应机理.我们假设该反应的基元步骤都是单电子反应.那么OER反应就是表面吸附的水逐步失去质子的过程.在这个过程中,在表面会形成表面过氧物种和超氧物种.我们计算了OER在TiO2三个主要表面上的反应机理,即(101),(001)和(102).我们的计算结果表明,第一个质子解离,即表面吸附的水生成表面吸附的羟基的过程是OER反应的决速步骤,具有最高的过电位.这个步骤在三个表面上的反应能依次是0.69,0.63和0.61eV.因此,TiO2裂解水至少需要0.7V的过电位才能在常温下发生.这个结果说明,虽然我们可以通过掺杂来调控TiO2的带隙,但是要裂解水的话,它的带隙需要保证有2eV.此外,我们的计算结果还说明,OER反应对晶面并不敏感,因为三个晶面上的反应能均相差不多.此外,我们还研究了共掺杂对于决速步骤的影响,并发现共掺杂可以显著的降低决速步骤的反应能.通过分析掺杂之后的电子结构,我们认为这种效果是由于带隙之间出现了一个新的占据态的杂质态,进一步稳定了表面吸附的羟基自由基.
TiO2形貌对光催化活性的影响通过前面一篇论文的工作,我们已经知道在TiO2光催化裂解水的过程中,第一个质子解离的过程是决速步骤.此外,已经有实验证据显示TiO2纳米颗粒的形貌对光催化的活性有影响.因此,在我们上一个研究的基础上,我们进一步研究了不同TiO2的形貌对OER反应活性的影响.我们发现,TiO2纳米晶体的平衡构型与晶体的尺寸有密切的关系,并且我们还发现,尖的Ti02纳米晶体相对于扁的具有更高的OER活性.为了找到这个现象的原因,我们做了多种探讨.首先,我们研究了量子尺寸效应,发现只有在纳米晶体直径小于2nm的时候才会有显著的量子尺寸效应,但是实验上在更大的尺度上都观察到了形貌对活性的影响.因此,我们不认为量子尺寸效应是造成这种现象的原因.我们进一步分析了纳米晶体的电子结构,发现对于不同形状的纳米晶体,前线轨道的分布会有显著不同.我们认为正是这种不同的电子结构才是造成形貌对光催化活性影响的原因.
TiO2光催化醇氧化机理的理论研究前面的工作我们已经系统地研究了OER反应的机理以及形貌对其反应活性的影响.但是上述的研究都是基于热力学,而关键的动力学的因素由于所采用的计算方法的缘故,都被乎略掉了.因此,我们的下一步研究自然是更进一步对光催化动力学进行研究.为此,我们选择了光催化醇氧化这个反应.选择这个反应不仅仅因为这是一个典型的多相催化反应,而且有实验证据表明光催化醇氧化具有很独特的反应机理.其中一个很重要的现象就是氧原子交换现象,即产物醛中的氧不再是醇里的氧,而来自于氧气.这个现象说明在反应过程中发生了C-O键的断裂,这在一般的贵金属催化体系,比如Pt、Au中是没有的.通过直接加电荷的方法,我们系统地研究了这个反应的反应路径,发现空穴能够完全改变反应过程中断键的选择性.并对这一现象做了理论上的解释.我们相信,这一现象对于理解光催化反应是非常重要的.
第四篇化学新能源论文范例：过渡金属（Fe,Mo）氧化物微/纳结构的构筑和应用研究
应对日益的能源危机和环境污染等问题,一方面需要人们努力提高传统能源的使用效率,另一方面也需要积极开发和应用绿色环保的新能源技术,而核能、太阳能以及电化学能等各类新能源技术的广泛使用离不开新能源材料的发展.目前在环境领域的光催化技术以及新能源领域的锂离子电池技术都离不开各种过渡金属氧化物材料,它们不仅是重要的光催化剂同时也是锂离子电池有前景的负极材料.随着光催化和锂离子电池的商业化发展,人们对光催化剂和电池负极材料的性能提出了更高的要求,为了提升过渡金属氧化物的应用性能,关键的因素之一是可控合成具有不同形貌、尺寸和结构的微/纳材料.本论文围绕Fe和Mo两类不同的过渡金属氧化物体系,尝试用不同的方法,通过参数优化,成功制备了一系列不同维度和形貌的微/纳材料,并研究了这些氧化物材料的光催化和电化学性能,本论文的主要研究工作如下：
第一章主要阐述了Fe和Mo基纳米氧化物材料的研究背景、发展状况以及材料的合成方法和应用前景.介绍了过渡金属氧化物半导体光催化剂的工作原理以及提升半导体光催化性能的方法,同时还简要介绍了过渡金属氧化物在锂离子电池负极中的反应机制和其性能提升方法.
第二章采用固相烧结聚氯乙烯和六氰根合铁酸钾(PVC/PF)复合物的方法,合成了纳米立方体α-Fe2O3材料,梯度煅烧实验证明,立方体是从纳米片结构逐渐演变得到的,且PVC煅烧产生的C对低温时纳米片的形成起模板作用.通过进一步的IR、SEM、XPS、电导等实验证明了PVC和PF之间存在界面相互作用,这种相互作用的存在导致PF分解产生立方体α-Fe2O3的同时,也能改性PVC的热稳定性、结晶性等.把纳米立方体结构的α-Fe2O3材料应用到锂离子电池中,结果显示在循环20圈后,电池仍能够维持高达798mAhg·,-1的可逆容量.
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第三章通过共沉淀法,在环糊精作稳定剂的条件下,合成了纳米多面体结构的Fe304材料,利用胶体化学方法,制备了不同起始计量比的聚乙二醇(PEG)和Fe304纳米粒子的复合物(CM-1～CM-4).实验发现,复合材料的表面形貌以及复合物中PEG的熔化过程都依赖于Fe304的复合计量,除CM-4外,Fe304的引入能导致PEG结晶度下降,且Fe304纳米粒子量越少,降低幅度越大.此外,复合材料表现出对R6G和CV有优异的表面增强拉曼效应,该工作对聚合物/无机纳米粒子复合材料的发展起到了推进作用.
第四章探讨了煅烧温度、时间和前驱体类型等变量对α-MoO3纳米晶体材料形貌和维度的影响,研究发现高温煅烧有助于构筑高度有序的多层结构α-MoO3纳米材料,且随着煅烧温度的升高,材料能够实现从3D纳米梭到1D纳米棒再到2D纳米层结构的维度变迁.此外,我们还发现了α-MoO3材料的电子结构、发光和光催化性能与材料的维度之间存在的关联,这为开发高催化性能的α-MoO3纳米材料提供了新的研究思路.
第五章首次通过借助配位平衡(CuY)和沉淀平衡之间的竞争关系,水热法合成了单分散的Cu3(OH)2(MoO4)2材料,研究了配位剂H4Y的加入量和煅烧温度对目标产物形貌和尺寸的影响,实验结果表明当配位剂H4Y为0.2g,且煅烧温度为773K时,能够获得单分散的Cu3Mo2O9空心微米球材料.该微米球材料不仅对CR染料呈现出优异的光催化性能和较高的光电响应明-暗电流比,同时也是锂离子电池潜在的负电极材料.
第六章我们基于pH驱动的过渡金属钼酸盐之间的溶解/沉淀平衡转化,合成了一系列不同维度的Cu3(OH)2(MoO4)2[CMOH]材料,包括1D纳米棒、2D纳米带和3D纳米颗粒.煅烧实验也证明从CMOH到CM并不会产生明显的结构和维度变化,比较CM-1纳米棒、CM微米球以及其它钼酸盐材料和CM-2纳米片的电化学性能,我们发现CM-2纳米片显示出增强的储锂性能,包括非常高的存储容量、库仑效率和良好的循环稳定性,这可以归因于纳米片表面超小的空隙,很薄的平面结构和大的比表面积.
第七章通过分析聚乙二醇和钼酸铵(PEGs/AMT)复合材料的DTG结果,我们发现了PEGs热稳定性的拉平现象,并通过提出三个不同的参数LS、LD和SD来讨论拉平范围、拉平强度和拉平离散效果.对照试验证明铵盐是聚合物PEGs、 PPGs有效的拉平剂,深层次的研究表明PEG热分解温度拉平的主要机制是铵盐对聚合物PEGs的分子-离子相互作用导致PEGs分子链从折叠构象变成完全的延伸构象,同时无机盐和聚合物之间的相互作用极大的削弱了聚合物自身分子链之间的关系,致使聚合物在复合前后的裂解模式从均裂到异裂的改变.
第八章是对本论文的工作的总结,并对未来过渡金属氧化物微／纳结构的构筑和应用研究工作进行了展望.
第五篇化学新能源论文范文格式：铂基合金网络和二维纳米半导体的制备及催化性能研究
煤炭、石油等传统化石燃料的过度开发和使用,引发了空前的能源危机,同时也造成了严重的环境污染问题,并导致了全球性气候异常,严重威胁着人类的生存和社会的发展.因此,开发绿色、高效、可持续的新能源和新能源动力技术具有十分重要的意义.近二十多年来,纳米科技取得了飞速的发展和巨大的进步,尤其值得指出的是,纳米催化材料和纳米催化技术在新能源领域中具有广泛的应用并表现出巨大的优越性.本文以纳米催化材料在低温燃料电池和制氢技术中的应用为出发点,研究了几种新型纳米结构材料的合成及其形貌、结构与性能调控的新途径,并探索它们在新能源领域中的应用潜能.主要的研究工作如下：
1.发展了一种室温软模板辅助的液相还原方法,合成了Pt3Ni和组分可控的Pt-Co二元合金海绵状网络结构.这些网络结构由粒径~10nm的合金纳米颗粒相互熔合交联而形成,具有高多孔性、大的比表面积和丰富的催化活性位等特点,对有机小分子电氧化反应和氧气还原反应均表现出良好的催化活性和稳定性.
2.拓展室温软模板辅助的液相还原方法到多元金属合金体系,成功制备了具有纳米颗粒网络结构的、组分可调的PtCuCoNi和PtFeCoNi四元合金.这些四元合金纳米颗粒网络结构对甲醇电氧化反应具有优越的催化性能.
3.开发了一种吡咯诱导的还原转化策略,制备了氧化亚铜/聚吡咯复合多孔纳米片.探讨了实验参数对产物形貌、组成等的影响.基于对中间体的表征和分析结果,提出了可能的化学转化机制.所得到的氧化亚铜/聚吡咯复合多孔纳米片在碱性条件下可表现出有效的氧气还原催化活性、较好的稳定性以及良好的抗甲醇渗透能力.
4.利用一种基于无机—有机杂化前驱物的新型的阴离子交换法,制备了FeP多孔纳米片.结合对中间体的表征和分析,研究了化学转化的机制,并证明此合成策略具有一定的普适性.该FeP多孔纳米片具有优越的电解水制氢性能.
5.通过一种基于无机—有机杂化前驱物的超声辅助液相剥离方法,成功制备了厚度约为4nm的CdS二维纳米片.所制备的CdS纳米片具有超薄的特性,可以增强对光子的吸收,提供丰富的光催化反应活性位,同时能有效地促进光生载流子的迁移和分离,使其表现出优越的光催化分解水制氢性能.
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