钱岭
,
刘鹏飞
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张乐
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王重午
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杨双
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郑黎荣
,
陈爱平
,
杨化桂
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62809-2
通过"人工光合成"过程,将太阳能转化成氢能的形式加以存储和利用,是替代传统化石能源的清洁能源的制备有效途径.其中,光电化学分解水是氢能制备的最有潜力的路径之一.n型BiVO4由于具有丰富的储量、较窄的带隙以及合适的能带位置,被称为光电化学领域的研究热点.然而,未修饰的BiVO4光阳极性能并不理想,主要原因在于载流子复合严重、导电性差以及表面催化动力学低等性质的制约.科研工作者们针对这些方面已进行了非常多的研究,例如与电子传输层的复合、产氧电催化剂的担载以及异质结的构建等.其中表面动力学和电荷分离的同时提升是更理想的改善BiVO4光阳极性能的方法.我们在上述研究基础上,采用光化学沉积法在纳米多孔BiVO4电极表面担载无定形氧化铁层,将电极在1.23 V vs.RHE电位下的光电流提升至2.52 mA/cm2,是初始光电化学性能的3倍.采用间歇光照计时电流(i-t)测试,电化学交流阻抗谱(EIS),X射线光电子能谱(XPS),原位和非原位的X射线精细结构能谱(in-situ and ex-situ XAFS)等表征手段研究了无定形氧化铁层的成分和光电化学反应过程中的价态变化,从而分析出光电化学性能提升的原因.间歇光照i-t测试和EIS测试结果表明,无定形氧化铁沉积在BiVO4使电荷累积减少,复合率降低.XPS测试结果发现无定形氧化铁层存在少量的二价铁成分.通过原位XAFS测试发现,BiVO4/FeOx电极中Fe原子的价态在光照和施加外加偏压条件下会有价态的升高,而撤去光照和偏压后Fe原子的价态状态与最初非原位的测试结果重合.这样的结果证明了无定型氧化铁层在光电化学反应过程中由于二价铁成分的存在,能够很好的通过价态改变实现空穴的吸附和传输,即吸附空穴,被空穴氧化成三价或四价,同时结合自身电催化活性,促进表面分解水反应的进行.而水的氧化反应结束时,则伴随着二价铁离子的再生成.这种反应机理为开发更高效的电催化剂,匹配光电极使用,有着重大的指导意义.
关键词:
氧化铁层
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无定形
,
钒酸铋
,
光阳极
,
氧生成
杨双
,
李昕
,
王进福
,
吴丽平
稀有金属材料与工程
为扩大碳化铝在导电材料方面的应用,研究稀土碳化钼Ln_xMo_yC的制备方法及其导电性.采用稀土多元渗法,以(NH_4)_3[CrMO_6O_(24)H_6]·7H_2O为前驱体制备Ln_xMo_yC.用X射线衍射、电子探针X射线能谱、光电子能谱和四探针电极等手段对其结构、元素含量、价态及电性能等进行测试.结果表明:生成的L_xMo_yC是六方密堆结构;渗入的微量稀土元素对其导电性产生了影响;La_(0.00593)Nd_(0.00562)Sm_(0.00502)Gd_(0.00500)Mo_(1.98)C(简写为LNSGMC)的室温电导率(4.692×10~(2S·cm~(-1)比用传统方法得到的最高值(1.025×10~-2S·cm~(-1)高近4.6倍,且在289～490K范围内其表现出金属导电行为,在490～550 K范围内却表现出显著的半导体导电行为.
关键词:
稀土多元渗
,
Ln_xMo_yC
,
导电率
杜扬
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杨小凤
,
蒋新生
,
高建丰
,
沈光新
,
杨双
工程热物理学报
本文针对狭长受限空间油气爆炸燃烧发生、发展过程特点,建立不同控制机理制约不同反应步的分步反应湍流燃烧模型.该燃烧模型的基本思想在于将化学反应分为两步进行,各步的控制机理不同,各步释放的能量也不同.采用分解、混合、反应的分步方式来模拟油气爆炸燃烧过程,通过实验和数值计算结果表明,该模型能较好解决湍流爆炸燃烧过程的数值模拟问题,其结果与实验吻合很好.
关键词:
油气
,
燃烧
,
爆炸
,
湍流
