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甲酸电氧化技术
近日,清华大学化学系王定胜教授、李亚栋院士领导的课题组在甲酸电氧化领域取得突破,相关工作以“负载在氮掺杂碳上的单原子Rh:一种甲酸氧化的电催化剂”(Single-atom Rh/N-doped carbon electrocatalyst for formic acid oxidation)为题在《自然·纳米技术》(Nature Nanotechnology)发表。燃料电池是一种理想的能量来源,它可以以环境友好的方式将化学能转换为电能。氢氧燃料电池作为航空飞船的主要燃料,在上世纪80年代就已经得到了发展,近年来氢氧燃料电池在汽车上的应用也有了突飞猛进的提高。然而氢氧燃料电池需要用体积大且危险的高压氢气作为其燃料,这限制了氢氧燃料电池的发展。而直接甲酸燃料电池(DFAFCs)由于其体积小,毒性小,nafion@膜的穿透率低等优点,被认为是未来便携式电子设备最有前途的电源之一。在之前的研究中,负载型纳米级钯和铂通常被认为是DFAFCs的阳极反应甲酸电氧化(FOR)中最有效的催化剂,并得到了深入的研究。然而,由于FOR催化剂质量活性较低和一氧化碳抗毒性较差, DFAFCs阳极材料的发展达到了一个瓶颈,极大地阻碍了其应用。SA-Rh/CN的合成路径示意图及其表征在本工作中,研究人员使用主-客体合成策略成功地合成负载原子分散Rh的氮掺杂碳催化剂(SA-Rh/CN),发现尽管Rh纳米颗粒对甲酸氧化活性很低,但是SA-Rh/CN却具有极好的电催化性能。与最先进的催化剂Pd/C和Pt/C相比,SA-Rh/CN的质量活性分别提高了28倍和67倍。有趣的是,在CO剥离实验中,我们发现虽然纳米级Rh催化剂对CO毒性十分敏感,但是SA-Rh/CN很难吸附CO并且可以在很低的电压下氧化CO,这说明SA-Rh/CN对CO毒化几乎免疫。经过长期反应的测试后,SA-Rh/CN中的Rh原子具有抗烧结的能力,并因此在30000s的CA测试或者20000圈ADT测试后活性几乎没有改变。在组装电池的实验中,SA-Rh/CN的质量比能量密度在不同温度下分别是商业钯碳催化剂的8.8倍(30oC),14.8倍(60oC)和14.1倍(80oC),这也说明了SA-Rh/CN在DFAFCs的应用中具有很高的潜力。最后,研究者用密度泛函理论(DFT)计算了Rh单原子甲酸氧化的机理。研究者发现在SA-Rh/CN上,甲酸根路线更为有利。和Rh纳米颗粒具有较低的CO吸附能垒不一样,SA-Rh/CN上的Rh单原子吸附CO能垒较高,以及与CO的相对不利的结合,使SA-Rh/CN具有极高的CO抗毒性。这一发现将传统的甲酸电氧化催化剂的质量比活性提高了一个数量级,并且很好地解决了传统纳米催化剂的CO毒化问题。该发现有助于在燃料电池领域取得突破,并有望应用于便携式电子设备上。本论文的通讯作者是王定胜教授、李亚栋院士,清华大学博士后熊禹是本文的第一作者。本研究受到国家自然科学基金委和科技部的经费资助。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41565-020-0665-x
清华大学 2021-04-11
微弧氧化技术
微弧氧化(Micro-arc oxidation,MAO)技术是通过电解液与相应电参数的组合,在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用,原位生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。 微弧氧化工艺克服了硬质阳极氧化的缺陷,极大地提高了膜层的综合性能。微弧氧化膜层与基体结合牢固,结构致密,韧性高,具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温冲击和电绝缘等特性。该技术具有操作简单和易于实现膜层功能调节的特点,而且工艺不复杂,无废水废气排放,不造成环境污染,是一项全新的绿色环保型材料表面处
常州大学 2021-04-14
氧化镓衬底晶片
氧化镓衬底晶片● 大功率高能半导体器件:电磁轨道炮、舰载电磁弹射系统等● 日盲探测类:大火监测、雷达预警、近地空间通讯器件等● 高功率LED器件:高亮度、超大功率、科研考察探测设备等● 特高压输电、城市轨道及交通功率器件
青岛嘉星晶电科技有限公司 2021-08-30
厌氧氨氧化
青岛思普润水处理股份有限公司 2021-09-02
一种氢化铝锂基复合储氢材料及其制备方法
简介:本发明公开了一种氢化铝锂基复合储氢材料及其制备方法,属于储氢材料技术领域。该复合储氢材料是由氢化铝锂(或氢化铝锂与硼氢化锂的混合物)和20~30wt.%的工业固体废弃物(如粉煤灰或高炉矿渣粉)组成;其通过机械球磨氢化铝锂(或氢化铝锂与硼氢化锂的混合物)和工业固体废弃物混合粉末而获得。本发明利用工业固体废弃物来改善材料的储氢性能,原料来源广、成本低廉;所提供的氢化铝锂基复合储氢材料制备工艺简单,安全可靠,具有低的放氢温度和高的放氢量。
安徽工业大学 2021-04-11
一种智能化铝合金螺旋焊管定尺跟踪锯
本发明的目的在于提供一种智能化铝合金螺旋焊管定尺跟踪锯,用于解决对铝合金螺旋焊管平面切割的技术问题。一种智能化铝合金螺旋焊管定尺跟踪锯,包括电锯框架、切割机构、托举机构和随动夹持机构;电锯框架整体采用V形结构,其下端通过可前后滑动的安装在下方的随动导轨上;切割机构、托举机构以及随动夹持机构分别安装在电锯框架的两侧;托举机构包括从侧方滚动托举铝合金螺旋焊管的托举滚轮;随动夹持机构包括从侧方滚动夹持铝合金螺旋焊管的随动夹持滚轮,以及用于驱动随动夹持滚轮相对铝合金螺旋焊管移动的动力件;切割机构包括切割旋转锯、用于驱动切割旋转锯转动的切割驱动电机和用于带动切割旋转锯、切割旋转锯相对铝合金螺旋焊管移动的切割位置调节动力机构。
曲阜师范大学 2021-05-07
一种介孔中空球形载银二氧化硅抗菌剂的制备方法
本发明涉及抗菌剂的制备,旨在提供一种介孔中空球形载银二氧化硅抗菌剂的制备方法。包括:将聚苯乙烯微球加入溶有十六烷基三甲基溴化铵的乙醇和去离子水混合溶液中混匀后加入氨水,逐滴加入正硅酸乙酯,所得溶液过滤、洗涤后干燥,得到二氧化硅微球包覆聚苯乙烯的复合粉体;粉体550℃保温得到中空二氧化硅微球;在避光条件下,将中空二氧化硅微球加入硝酸银溶液中浸泡,过滤后于干燥、升温至300~500℃得到介孔中空球形载银二氧化硅抗菌剂。本发明提高了银粒子的分散性和稳定性,有效解决了传统纳米抗菌粉体的团聚问题。同时,抗菌剂可以通过介孔缓慢释放出来,并能长期有效的保持银粒子的释放,从而起到持久抗菌的作用。
浙江大学 2021-04-11
光催化消毒灭菌技术
辽宁石油化工大学张静、李长波团队将多年研究成果“光催化消毒灭菌技术”、“生活污水、固体废弃物无害化处理技术”等关键技术无偿捐献给地方企业,助力企业战胜疫情早日复工复产。捐赠的技术首先在抚顺铝业有限公司试行。 光催化材料是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的半导体材料的总称,它涂布于基材表面,在紫外光及可见光的作用下,产生强烈催化降解功能,能有效地降解空气中甲醛等有毒有害气体,杀灭多种细菌和病毒,并将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理,具备除臭、抗污、净化空气等功能。张静教授多年研究光催化技术的实际应用,曾获得国家发明授权专利。采用该专利技术制备的纳米氧化钛溶胶,颗粒大小合适、粒子分散度好,消毒杀菌、净化空气效果好。将其喷涂在办公场所可以有效切断污染源,避免病毒扩散传播,维护员工身体健康。对人流密集重点区域(如会议室、办公室、食堂),除了采用传统酒精消毒剂外,还可以采用光催化消毒灭菌技术进行消毒。新冠病毒可通过粪便和污水传播扩散,针对这一情况,污水处理厂通过“紫外线、臭氧、次氯酸钠”进行“三重消杀”,但是过量消毒剂会冲击下游生化系统。因此,工业企业应该在生活污水出厂之前进行预处理,保证效果的前尽量提下减少消毒剂的使用。
辽宁石油化工大学 2021-04-10
压电材料催化能源转换
课题组设计合成片状二维KNbO 3
南方科技大学 2021-04-14
纳米催化燃烧发电技术
 针对目前日趋小型化的各种民用与军用微电子产品对高能量密度便携式电源系统的需求,开展新型清洁能源的研究尤为重要。纳米催化燃烧发电技术使得燃料可以充分燃烧,无需点火过程,无需任何机械运动部件就可以在纳米尺度下将热能直接转化为电能。燃烧所释放的能量,其单位质量输出的功率是传统使用的化学电池的几十倍,从而大大提高了能源利用率,更重要的是此反应的生成物是无毒的二氧化碳和水,是一种全新的燃烧方式。此发明已经获得了美国发明专利“Solid state transport-based thermoelectric converter”,US 7696668。已经首创完成了第一代NanoEPower的结构测试和芯片的设计制造,在一块邮票大小的硅片上集成了上千个微米级发电单元,纳米催化低温燃烧发电的概念已经完成了实验室原理验证。该项目得到了科技部、上海市科委、云南省科委等多家单位支持, 可以应用在芯片级纳米催化燃烧发电系统上。
上海交通大学 2021-04-13
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