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關(guān)于貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑的一些現(xiàn)狀

更新時(shí)間:2013-11-15      點(diǎn)擊次數(shù):1710

氮化鈦(TiN)具有類似于貴金屬的電子結(jié)構(gòu),具有納米管或介孔球等特殊形貌的氮化鈦對(duì)I-/I3-氧化還原電對(duì)表現(xiàn)出良好的催化性能,貴金屬催化劑其作為對(duì)電極材料的染料敏化太陽(yáng)能電池表現(xiàn)出良好的光電轉(zhuǎn)換效率。TiN納米材料與高分子導(dǎo)電聚合物的復(fù)合對(duì)電極,解決了因納米顆粒的晶界限制導(dǎo)致電子傳輸性能差的問(wèn)題,同時(shí)縮短離子傳輸路徑,大大提高了催化性能,其光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到7.06%,能與對(duì)電極相媲美。

為了進(jìn)一步提高TiN的催化性能,該團(tuán)隊(duì)采用胺氰作為形貌控制劑制備有序的TiN介孔球電極,貴金屬催化劑通過(guò)調(diào)控其結(jié)構(gòu)增強(qiáng)其光反射性能,提高光利用率。研究表明,TiN介孔球電極其短路電流、開路電壓和轉(zhuǎn)換效率都得到了較大提高,其中,粒徑較大(~800nm)的TiN介孔球電極的光電轉(zhuǎn)換效率因?yàn)楣夥瓷涞奶厥庠O(shè)計(jì)比傳統(tǒng)Pt對(duì)電極提高了30%左右。

氮化鉬(MoN)材料因其能帶結(jié)構(gòu)與貴金屬類材料類似,有望成為一種理想的非貴金屬催化劑。該團(tuán)隊(duì)將MoN納米顆粒與石墨烯材料進(jìn)行原位復(fù)合,用于有機(jī)體系鋰空氣電池陰極催化劑,研究結(jié)構(gòu)表明該催化劑與傳統(tǒng)Pt催化劑相比,表現(xiàn)出了較高的放電平臺(tái)(3.1 V)與放電容量(1050 mAh g-1)。

除上述非貴金屬催化劑材料外,該團(tuán)隊(duì)還研究了氧化石墨烯對(duì)釩物種VO2+/VO2+和V2+/V3+的催化性。研究結(jié)果顯示,氧化石墨烯具有良好的電化學(xué)催化氧化還原作用。

貴金屬催化劑是以金屬為主要活性組分的固體催化劑。主要是貴金屬及鐵、鈷、鎳等過(guò)渡元素。有單金屬和多金屬催化劑。
貴金屬催化劑(如鉑,Pt)具有很高的催化活性,是電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)能過(guò)程的核心材料,但高昂的成本限制了其在產(chǎn)業(yè)化中的廣泛應(yīng)用。近日公司對(duì)金屬氮化物(TiN、MoN等)、氧化石墨烯等非貴金屬納米結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行了系列研究。
 

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