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可再生能源电解水制氢催化剂制备及其应用
在“双碳”目标的背景下，基于可再生能源电解水制氢是真正实现清洁氢气来源的“绿氢”技术。然而，目前制约电解水制氢产业发展的瓶颈之一是贵金属基电催化剂高昂的价格。近年来，研究者开发了多种廉价、高效的电解水阴极析氢非贵金属电催化剂，其中硫化钼（MoS2）基催化剂是迄今为止发现的析氢性能最好的非贵金属催化剂之一，其具有类铂活性。然而，这类高活性催化剂往往更易受到复杂催化反应环境因素的影响，导致催化剂表面发生重构并破坏其几何/电子结构，造成催化剂失活。
基于此，本团队提出了具有分子选择性的栅栏工程，解决了高活性Co掺杂MoS2析氢反应催化剂活性与稳定性之间的权衡问题。这一策略为设计高效、稳定的非贵金属基电催化剂的大规模应用提供了新思路。当将该MoS2基（Co-MoS2@CoS2）阴极催化材料与实验室自制的高活性钴镍双金属硒化物析氧反应阳极配对用于实验室自制的碱性电解水（AWE）双电极电解系统时，在电流密度400 mA/cm2下持续分解500 h没有明显的衰减。
随着我国进一步推进去碳化，电解水制氢有望成为能源变革的核心。在此背景下，只有大力推广电解水制氢，才能满足不断增长的绿氢需求。为此，需要大幅扩大电解水制氢装置规模，让电解水制氢在国民经济去碳化中发挥关键作用。
北京理工大学
2022-09-16
新型稀土镍基储氢合金(AB5)电极材料及其制备方法
小型镍氢电池已产业化、商品化，大容量镍氢电池是当前电动车辆主选动力电池之一。目前国内外生产镍氢电池的负极材料，基本采用混合稀土镍基储氢合金(MmB5， Mm为混合稀土金属，B为Ni、Co、Mn、Al等金属)。 南开大学课题组首次制备了含碱金属锂（Li）新组分储氢合金[MmB5（Li）]，提高了电池负极电催化活性和延长电池寿命，并获得中、美、欧发明专利（ZL 92100029.4； US 5,242,656； EP 0554617B1）。同时
南开大学
2021-04-14
钴镍基配位聚合物的构筑及电催化析氢性能研究
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
祝涣钧
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
吴凌志
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
郑毅
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
王梓
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
覃玲
化学与化工学院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及应用研究
四、项目简介
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。它具有多样的拓扑结构，并且稀疏多孔，密度较低。这些特点使得它在吸附，催化，储能的各个方面有着优良的效果。
本项目主要目的在于合成钴/镍基配位聚合物，选择合适的有机配体与金属离子钴/镍通过配位键构筑得到钴镍基配位聚合物，利用单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对其结构及组成进行表征，或者通过合成和掺杂的方式，调控它的析氢性能，设计出高催化活性和稳定性、低成本的非贵金属催化剂。
项目组成员通过设计选择有机配体与金属离子，通过溶剂热方法合成了多种金属有机框架材料，并将其热解得到衍生材料。通过线性伏安扫描法等多种实验方法测试了它们的电催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始电位为-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通过掺杂Zn2+后，过电位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我们还合成了一种对金属离子（Fe3+）与抗生素（加替沙星）有明显检测效果的锌基材料，可作为多功能探针检测水中金属离子和抗生素的残余量。由于化合物没有催化位点，我们通过掺杂钴金属的方式，改善了它的电催化析氢性能，使它具有较低的初始电位(-423 mV)、较低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和较好的循环稳定性。
项目为研究高性能和稳定性的HER电催化剂及金属离子和抗生素荧光探针材料的设计合成提供了可行的思路。
合肥工业大学
2022-07-27
一种测氢用固体电解质管的制备与成形方法
本发明公开了一种测氢用固体电解质管的制备与成形方法。该 方法采用 CaCO3、ZrO2、In2O3 原料，按照摩尔比：CaCO3：ZrO2： In2O3＝1：0.8～0.95：0.025～0.1 称取出原材料，进行湿磨混料，混 合粉料压制成直径 20～30mm，厚度为2～5mm的圆片在1000～1400℃ 下煅烧得到 CaZr1-xInxO3-α(0.05≤x≤0.2，原子比)，再将圆片压碎成 粉末，加入到熔融的石蜡、油酸和蜂蜡混合物中，用电磁搅拌器进行 搅拌，通过热压注方法成形为管状，再在高温下进行排蜡，之后在 1450～1550℃下进行最终的烧结，获得 CaZr1-xInxO3-α(0.05≤x≤0.2) 电解质管。本电解质管表面光滑、结构致密，具有较好的化学稳定性 和抗热冲击性能，能够应用于变温环境下的铝、镁合金熔体氢含量的 连续、准确测定。
华中科技大学
2021-04-13
一种绿氢耦合加氢过程在线代理模型辅助多目标优化方法
本发明提供了一种绿氢耦合加氢过程在线代理模型辅助多目标优化方法，包括：针对绿氢耦合加氢过程的绿氢‑灰氢混合波动，构建经济与碳减排多目标操作参数优化问题，对操作参数进行灵敏度分析，获取待优化操作参数及其取值范围；对加氢过程建立第一性原理模型并进行拉丁超立方采样，采用高斯过程回归建立离线代理模型；在混合氢气波动条件下，基于高斯过程生成初始在线代理模型，采用快速非支配排序优化方法求解经济与碳减排多目标优化问题，并通过周期性更新在线代理模型。本发明兼顾了投资成本与碳减排效益，实现了绿氢‑灰氢混合频繁波动下的经济效益与碳减排多目标的平衡优化。
南京工业大学
2021-01-12
第四届教创赛同期活动④ | 新文科教育创新学术活动在电子科技大学举行
7月30日，第四届全国高校教师教学创新大赛创新系列活动——“新文科教育创新学术活动”在电子科技大学举办。
中国高等教育博览会
2024-08-05
科技讲堂第四讲｜罗喜胜：育人为本、科教融合——关于教育、科技、人才一体化协同推进的思考
由中国高等教育学会科技服务专家指导委员会、中国高等教育培训中心、中国教育在线及千校万企协同创新平台共同举办的“落实全会精神 建设科技强国”科技讲堂第四讲。
中国高等教育学会
2024-10-27
一种从红豆杉中培养筛选产紫杉醇菌的方法
项目成果/简介:本发明提供了一种从红豆杉中培养筛选产紫杉醇菌的方法.本发明的方法包括以下步骤:1)对红豆杉植物的组织进行培养,分离纯化获得内生真菌;2)培养步骤1)中获得的内生真菌,利用薄层层析对发酵代谢物进行初筛,筛出可产紫杉醇或其类似物的菌株;3)结合细胞毒性实验,测定出代谢物对CHO细胞的抑制率;4)利用高效液相色谱对其作了进一步分析,确定产紫杉醇菌株.本发明提供的从红豆杉分离产紫杉醇的方法过程简单,成本较低.并且通过本发明提供的方法提取得到的产紫杉醇菌用于微生物培养时,获得紫杉醇的含量大大增加,该方法为微生物工程提供了更广阔的途径.
安徽农业大学
2021-04-10
紫杉醇修饰环糊精为媒介的光控微管蛋白超分子组装体
将β-环糊精和偶氮苯基团分别修饰于紫杉醇分子上，利用紫杉醇分子骨架与微管蛋白的特异性结合能力，以及在紫外和可见光照射下偶氮苯分子与β-环糊精空腔可逆键合的性质，来调控微管蛋白的聚集状态，进而影响细胞活性。光谱实验表明，含有紫杉醇的偶氮苯分子在溶液中具有优异的光致异构性质、扫描电镜实验发现，只有在反式偶氮苯修饰紫杉醇和β-环糊精修饰紫杉醇共同存在下，微管蛋白间才能发生明显的聚合现象，同时微管蛋白的形貌由丝状聚合物转变成了粒径较大的球状纳米粒子。通过对细胞染色进一步发现，聚集后的微管广泛分布在细胞中，能够强烈改变细胞的形态并最终导致细胞死亡。该工作为调控生物大分子的聚集行为提供了一种新的策略。
南开大学
2021-04-10
一种从红豆杉中培养筛选产紫杉醇菌的方法
本发明提供了一种从红豆杉中培养筛选产紫杉醇菌的方法.本发明的方法包括以下步骤:1)对红豆杉植物的组织进行培养,分离纯化获得内生真菌;2)培养步骤1)中获得的内生真菌,利用薄层层析对发酵代谢物进行初筛,筛出可产紫杉醇或其类似物的菌株;3)结合细胞毒性实验,测定出代谢物对CHO细胞的抑制率;4)利用高效液相色谱对其作了进一步分析,确定产紫杉醇菌株.本发明提供的从红豆杉分离产紫杉醇的方法过程简单,成本较低.并且通过本发明提供的方法提取得到的产紫杉醇菌用于微生物培养时,获得紫杉醇的含量大大增加,该方法为微生物工程提供了更广阔的途径.
安徽农业大学
2021-04-29