【摘 要】
：
在电催化还原CO2生成CO的金属材料中,Zn价格低廉地壳含量丰富,并易于吸附COOH*中间态,有利于CO*吸附质的脱附,因此作为贵金属的替代品具有很大优势。但体相Zn在催化还原CO2的过程中存在速度缓慢与对CO选择性较低的问题,对Zn进行形貌处理可以有效提升电催化还原CO2性能。本论文首先采用水热法制备了ZnO晶体,然后通过电化学还原法制备了Zn电极,并研究了Zn电极的不同形貌对电催化还原CO2性
论文部分内容阅读
在电催化还原CO2生成CO的金属材料中,Zn价格低廉地壳含量丰富,并易于吸附COOH*中间态,有利于CO*吸附质的脱附,因此作为贵金属的替代品具有很大优势。但体相Zn在催化还原CO2的过程中存在速度缓慢与对CO选择性较低的问题,对Zn进行形貌处理可以有效提升电催化还原CO2性能。本论文首先采用水热法制备了ZnO晶体,然后通过电化学还原法制备了Zn电极,并研究了Zn电极的不同形貌对电催化还原CO2性能的影响。为了使Zn电极在较小过电势下具有较高的生成CO的选择性及活性,本论文制备了Ag/Zn复合电极,并测试研究其电催化还原CO2的性能。实验结果如下:1.本论文以Zn箔作为原材料,乙醇与水作为溶剂,采用水热法通过改变工艺参数,研究制备工艺对ZnO形貌的影响。发现随着反应时间的增加,ZnO纳米线长度及长径比随之增加;随着温度增加,ZnO直径变大;提升KOH的浓度可以抑制ZnO纳米线的生长,当KOH浓度为0.4 mol/L时,可以使得ZnO纳米线更加均匀,加入KOH浓度为1.6 mol/L纳米线转变为ZnO纳米颗粒。2.采用电化学还原法将所制备的ZnO晶体还原为Zn电极,XRD结果表明,还原20 min所有ZnO晶体彻底被还原为Zn。电催化性能测试表明,相比ZnO,Zn对生成CO有高的选择性与活性,证明了金属锌是电催化还原CO2的主要催化中心。对不同形貌Zn电极的电催化性能研究发现:长径比为10的Zn纳米线具有最高的生成CO选择性,在-1.3 V对CO的法拉第效率为93.0%,生成CO的分电流密度为-0.0147 A/cm~2,Tafel斜率为118.5 m V/dec。随着Zn纳米线长度与长径比的增加,生成CO的速度提高,但对析氢速度的提高更加显著,对CO的选择性降低。3.在长径比为10的Zn纳米线电极的基础上制备了Ag/Zn复合电极,电催化性能测试发现:在较小的过电势下,Ag/Zn复合电极具有较高的生成CO选择性与活性。Ag NPs/Zn电极在-0.7 V生成CO的法拉第效率高达93.0%,分电流密度为-0.0023 A/cm~2,Tafel斜率为77.0 m V/dec;Ag NWs/Zn电极在-0.6 V生成CO的法拉第效率为65.2%,分电流密度为-0.0008 A/cm~2,Tafel斜率为80.0 m V/dec。Ag/Zn复合电极在较小的过电势下可以抑制析氢的进行,同时增加利于吸附活化CO2的活性位点,因此具有高的生成CO选择性与活性。但是随着Ag复合量的增加,Ag颗粒长大聚集,暴露的活性位点减小,生成CO选择性与活性变差。
其他文献
曲面三维打印是在曲面上沉积特定材料,实现相应功能的一种增材制造方式,与传统的平面切片三维打印方式相比,可消除曲面上的台阶效应,从而提高成形件的性能,更适用于共形天线等功能件的成形。然而,为实现曲面上高精度的微滴喷射与铺展成形,就要解决喷头与工件的协调运动、运动和喷射协同控制等关键问题。为此,本文提出了按位置采样插补方法,建立了曲面打印运动学模型,并据此实现了五轴联动曲面打印运动与喷射的协同控制,为
社会发展的需求是生产力进步的必要因素,为解决现实问题,一大批新兴领域的研究逐渐进入大众视野,为首的就是量化金融和商业数据分析。它们都基于数学统计和计算机的相关知识,在金融和商业市场领域大放异彩,是多学科交叉应用的典型范例。强化学习作为机器学习模型的一种,同样也是数学统计和计算机结合的产物,其学习过程类似于人类学习新知,通过不断地试错以进行学习,经过一系列反馈后往往能优化结果,从而为现实问题制定出最
DNA的N4-甲基化和复制起始位点都是常见且重要的表观遗传学机制。其中,N4-甲基胞嘧啶是广泛存在于原核生物中的一种重要的甲基化修饰,有研究发现它在调节DNA复制、参与限制性修饰系统、保护宿主DNA不被破坏等方面发挥着重要作用。因此,准确识别N4-甲基化位点对了解生物功能和治疗基因疾病具有重要意义。DNA复制是细胞中最重要的生命活动之一。虽然各个物种之间的复制机制有所不同,但它们也有一些共同之处,
变分不等式理论最早是由学者Stampacchia研究并提出的,它出现在许多数学、物理、工程领域和其他相关问题的模型中,从而引起了学者们研究的兴趣.后来证实,变分不等式理论在应用方面是富有成效的,比如惯性松弛CQ算法可用于信号恢复和图像去噪问题,次梯度外梯度算法可用于最优控制问题等.因此,变分不等式理论是国内外学者的研究热点.由于变分不等式问题是最优化理论的核心内容之一,因此,如何构造出一个简单且高
近年来,人们通过建立各种数学模型来定量或定性地研究生物数学中存在的问题,其中,许多生物数学模型都可以归纳为反应扩散方程.特别地,Lotka-Volterra竞争扩散系统是种群动力学中重要的反应扩散模型之一.目前,关于非局部扩散多物种之间相互作用的种群动力学研究已经取得不少的成果.在单稳竞争扩散模型中,为了解物种的入侵能力,则需要考虑物种扩散到不稳定状态的最小波速.由于物种的繁殖会受到环境、妊娠、孵
在非线性系统动力学研究领域中有一个重要的分支就是生物系统中种群数量的稳定性,这有助于观察并控制生物发展规律,促进生物与自然和谐持续发展。本文选取具有恐惧效应的捕食者-食饵模型以及乳腺癌细胞表型双向转换模型,运用非线性微分动力学方法和理论,对模型的平衡点的存在性和稳定性进行了分析,之后利用随机动力学理论,讨论了高斯白噪声影响下的捕食者-食饵模型和乳腺癌细胞模型的相关统计性质,并利用数值方法对上述研究
高效进化算法是新兴交叉研究方向,受到多个领域关注,差分进化算法作为进化算法的一个重要分支,自提出以来就受到广泛重视。对于求解的目标函数,差分进化算法一般不需要利用函数的导数、线性性等自身信息,从而可以使搜索过程变得更加简便有效。本文提出一种以优秀个体为导向的多策略差分进化算法（BEMA-DE）,并在其变异策略基础上进行改进之后,用改进后的算法（BEDE）提取光伏电池的参数,具体工作如下:为了提高差
随着场效应晶体管尺度缩放达到纳米量级,传统半导体材料的减薄已经趋近于物理极限,亟需开发新型的器件沟道材料。单层二硫化钼是一种典型的二维过渡金属二硫族化合物,其原子级的厚度、较高的载流子迁移率、直接带隙结构等使得其在下一代半导体器件中具备广阔的应用前景。同时,基于单层二硫化钼的二维材料异质结具有无扩散与无偏析的界面、不受晶格匹配条件限制、堆积结构丰富多样等特点,也成为近年来的研究热点。然而,当前高质
确定复杂网络中节点的中心性是网络科学中的一个热点研究方向。许多现实的复杂系统都可以经过适当的建模成为复杂网络进而对之研究分析。在复杂网络中不同节点的重要性存在着相当大的差异,往往存在着一少部分的节点在影响或控制整个网络,所以评估网络中节点的重要性并检测出网络中的关键节点具有重要的研究意义。节点的中心性是指通过分析节点在网络中的作用大小而设计出的一种衡量指标,以此来区分网络中的节点重要性程度,对如何
具有高价值的敏感数据如何安全存储和灵活共享成为近年来的研究热点。然而,电子化数据共享系统在方便人们的同时,也面临着一些亟需解决的安全问题。例如,敏感数据在共享过程中存在的访问控制、数据机密安全、有效监管及隐私泄漏等问题。此外,当前集中式的云存储共享有着自身局限性。针对上述问题,本文提出了两个新的数据共享方案,主要工作内容如下:1.提出了一种基于属性加密和代理重加密技术的区块链数据共享方案。首先,将