国家高技术研究发展计划(2007AA05Z103)
- 作品数：6 被引量：30H指数：4
- 相关作者：孟惠民孙冬柏俞宏英付花荣史艳华更多>>
- 相关机构：北京科技大学更多>>
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- 相关领域：化学工程理学金属学及工艺电气工程更多>>
- 掺杂元素对锰混合氧化物阳极析氧抑氯性能的影响被引量：6
- 2008年
- 对具有析氧抑氯选择电催化性能的海水电解制氢用绿色环保阳极材料进行了研究.采用阳极电沉积法在Ti/IrO2基体上获得γ-MnO2氧化物涂层钛电极,在镀液中掺杂其他元素进行阳极电沉积,获得了MnV、MnCr、MnMoFe和MnFeV混合氧化物涂层钛电极.模拟海水电解实验表明,掺杂元素显著提高锰氧化物涂层钛电极析氧抑氯选择电催化性能,MnFeV电极的析氧效率达到100%,可以满足析氧抑氯选择性电催化性的要求.结构分析结果表明,掺杂后的锰氧化物电极形成了具有掺杂V、Fe的γ-MnO2相结构的混合氧化物Mn(Fe,V)O2,Mn(Fe,V)O2中金属以Mn4+、V5+和Fe3+形式存在,与氧形成了非定比化合物(Mn,Fe,V)Ox.Fe和V等掺杂元素起到细化晶粒和提高晶格畸变能的作用,有效地提高了电极的析氧抑氯电催化性能.
- 付花荣孟惠民史艳华孙冬柏俞宏英王旭东
- 关键词：电解制氢
- 电沉积非晶Ni-Fe-P涂层析氢催化性能研究被引量：8
- 2010年
- 采用直流电镀技术,通过改变电沉积电流密度制备了不同的非晶Ni-Fe-P涂层。采用稳态极化技术比较不同电流密度下电镀Ni-Fe-P合金涂层电化学催化析氢活性,发现电流密度200A/m2电沉积的Ni-Fe-P合金涂层的电化学催化析氢性能最好。通过XRD分析镀层相结构,SEM观察涂层表面的微观结构及EDX分析表面成分,研究影响非晶Ni-Fe-P合金涂层的析氢电催化活性原因。结果表明,影响非晶Ni-Fe-P合金涂层电催化活性的主要因素是镀层中Fe、P元素含量。当Fe的含量最大18.63%(原子分数),P的含量最小13.14%(原子分数)时,非晶Ni-Fe-P涂层电催化析氢活性最好。
- 宋利君孟惠民吴佳莉
- 关键词：电沉积析氢反应
- 元素掺杂Mn复合氧化物阳极电解海水的催化性和稳定性被引量：4
- 2014年
- 主要研究阳极电沉积法制备的掺杂Mo、Fe、V等不同元素Mn复合氧化物电极电解海水过程中的电催化活性和稳定性。阳极电沉积法制备了MnMo,Mn-Mo-Fe,Mn-Mo-V和Mn-Fe-V 4种不同元素掺杂的Mn复合氧化物阳极材料。X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和析氧效率分析表明,Mn-Mo、Mn-Mo-V、Mn-Mo-Fe、Mn-Fe-V阳极材料均为γ-MnO2晶型,初始析氧效率均可以达到99%以上;电解海水过程中Mn-Fe-V阳极最稳定,能保持较高的析氧效率,电极析氧效率下降的主要原因是阳极表面的溶解和剥落。
- 姜楠孟惠民
- 关键词：海水电解
- 脉冲阳极电沉积制备锰氧化物涂层电极被引量：9
- 2008年
- 采用脉冲阳极电沉积工艺制备掺杂的锰氧化物涂层电极,并利用FESEM、SEM、XRD及电化学等方法研究了涂层电极的形貌、相结构及性能.结果表明,该方法通过脉冲参数的调整,可获得优异的电催化性能与稳定性能的涂层电极.当脉冲频率(f)为90Hz,脉冲通断比为1∶2时,具有较大的镀速,获得较厚的涂层;氧化物为独特的纳米线与近球状纳米颗粒共聚的网络结构,不仅增加了电极的电催化活性,而且有效提高了电极的使用寿命,加速寿命达到1635h,比直流阳极电沉积提高55.3%.
- 史艳华孟惠民孙冬柏俞宏英付花荣
- 关键词：氧化物涂层稳定性电催化活性
- 喷砂工艺对钛阳极表面形貌、电催化活性和寿命的影响被引量：8
- 2010年
- 通过扫描电镜、X射线衍射、阳极极化曲线和加速寿命等试验研究基体喷砂预处理对Ti/IrO2·Ta2O5阳极的表面形貌、析氧电催化活性和寿命的影响。结果表明:钛阳极表面形貌受喷砂工艺压力和磨料粒度的影响,喷砂压力对钛基体的粗糙度Ra贡献大,在磨料粒度相同的情况下,粗糙度近似与压力成正比;基体的粗糙度Ra的不同影响涂层的表面形貌和晶粒尺寸,随着Ra增大,涂层中活性组元IrO2的晶粒得以细化;基体的粗糙度Ra值对晶粒形核生长、阳极的电催化活性和寿命的影响是重要的,但并非Ra越大,晶粒析出越多,直接的影响因素是基体表面微观凸起的数量;表面微观凸起的数量影响到阳极的电催化活性,IrO2晶化的量越多,析氧电流就越大;基体的粗糙度Ra并非与钛阳极的寿命成正比;基体的粗糙度Ra为3.6μm的阳极析氧催化活性和寿命分别提高7%～36%和63%～72%,兼具最佳的析氧催化活性和最长的寿命。
- 姜俊峰孟惠民孙冬柏
- 关键词：钛阳极喷砂催化活性粗糙度
- Pt/TiO_(2)-CN_(x)催化剂中纳米TiO_(2)(A)/(R)相含量的电催化“火山形”效应
- 2022年
- 由于燃料电池催化剂的电催化活性与Pt颗粒尺寸、催化剂载体、辅助催化剂的关系仍不清楚。为此,本文采用FESEM、XRD、BET、TEM和CV等方法,以存在Pt纳米颗粒、CN_(x)纳米线、TiO_(2)辅助催化剂的多成分复杂结构Pt/TiO_(2)-CN_(x)体系为研究对象,进行了TiO_(2)锐钛矿(A)/金红石(R)相含量对Pt电催化剂电化学活性面积的研究。结果表明,TiO_(2)在700 ℃~900 ℃热处理过程中发生锐钛矿-金红石相变,同时伴随着两相晶粒尺寸的长大,锐钛矿相在900 ℃时完全转化为金红石相。TEM结果表明超细小Pt纳米颗粒成功负载在TiO_(2)-CN_(x)载体表面,粒径尺寸范围为1.8~2.8 nm。TiO_(2)(A)/(R)相含量对TiO_(2)-CN_(x)载体的BET比表面积和Pt/TiO_(2)-CN_(x)催化剂真实“有效的”电化学活性面积(ECSA)都存在“火山形”效应。当金红石相含量为25%时,TiO_(2)(25%R)-CN_(x)载体和Pt/TiO_(2)(25%R)-CN_(x)催化剂具有最大的比表面积和最多的电化学活性位点。原因推测可能是随着金红石相含量的增加,当金红石含量为25%时Pt纳米颗粒和TiO_(2)(25%R)-CN_(x)载体之间存在强烈的金属-载体相互作用,可以锚定超细小Pt纳米颗粒,导致Pt/TiO_(2)(25%R)-CN_(x)催化剂具有最高的ECSA。因此,Pt/TiO_(2)(25%R)-CN_(x)较适宜做燃料电池的催化剂。
- 崔爱林白洋俞宏英孟惠民
- 关键词：催化剂锐钛矿金红石
