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《Ni3S2纳米线在镍泡沫上生长，是一种高效的双功能电催化剂，具有广阔的应用前景。》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2018-04-24

  • 合成低成本、地球丰富的双功能电催化剂，既可用于氢的进化反应，又可用于电解水的氧演化反应。在此，我们提出一种单步硫化方法，将Ni3S2纳米线直接在Ni泡沫(Ni3S2 NWs/Ni)上制备成电催化剂。该合成策略具有制备简便、成本低廉等优点，甚至可以推广到大规模的实际应用中。的as-synthesized Ni3S2 NWs / Ni展品低超电势的81和317 mV呈现一个马10厘米−2的电流密度和OER,分别在1.0摩尔l−1 KOH溶液。Ni3S2 NWs/Ni被集成为碱性电解槽的阴极和阳极，在电池电压为1.63 V时，其电流密度为10 mA厘米。更重要的是，即使在连续水分解30小时后，该电解槽仍保持其电催化活性，由于其简单的合成过程，丰富的电催化剂和高性能，这种多功能的Ni3S2 NWs/Ni电极将成为一种有前途的电催化剂，用于水的分裂。

    ——文章发布于2018年4月16日

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  • 《在泡沫镍上生长均匀的金属硝酸盐纳米阵列，用于高效的电催化析氧》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2018-11-27
    • 开发制造高效氧进化反应(OER)电催化剂的简易路线是一个巨大的需求，但仍然是一个巨大的挑战。本文报道了一种新的熔融盐分解方法，用于制备在不同导电基底上均匀生长的三维金属硝酸盐氢氧根(MNH, M = Ni, Co, Cu)纳米阵列，尤其是在泡沫镍(NF)上，用于OER应用。与列车准备CoNH / NF和CuNH / NF,全国通/ NF提供了一个优越的electrocatalytic OER活动在碱性溶液稳定,非常低的超电势的只有231 mV与可逆氢电极提供几何马50厘米−2的催化电流密度和低塔费尔坡81 mV 12月−1,优于大多数过渡金属化合物催化剂报道。OER过程后的结构研究揭示了纳米阵列的形态完整性，但金属氢氧化物(用于NiNH和CoNH)或氧化物(用于CuNH)的形成可能是真正的活性物质。这些金属硝酸盐-氢氧根非贵金属电催化剂可以通过一种经济、简单的方法制备，具有增强的本征活性和长期的稳定性和耐久性，可能成为能源转换和存储应用的新候选材料。 ——文章发布于2018年11月23日
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  • 《中科大 Ni纳米颗粒作为双功能电催化剂用于全分解水》
    • 来源专题：中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：冯瑞华
    • 发布时间：2018-07-13
    • 近年来，过渡金属氧化物、钙钛矿氧化物和层状双氢氧化物作为碱性电解质中的OER催化剂已进行了广泛研究，而过渡金属磷化物、硫化物和碳化物在酸性电解质中具有优越的HER性能。尽管如此，由于pH范围不匹配，将上述OER和HER催化剂集成于同一电解池中以实现全分解水是具有挑战性的。因此，研发用于OER和HER的高性能双功能电催化剂非常必要。 纳米结构过渡金属(化合物)/氮掺杂碳纳米材料(M/N/C)由于其低成本、高丰度、高效和稳定的催化性能，是一种前景良好的催化剂，在电化学催化领域引起了相当大的关注，但能催化全水分解的材料鲜见报道。另外，对于新型电化学催化剂体系，还需要清楚地了解材料中活性位点的结构。 成果简介 近日，中国科学技术大学俞书宏教授、梁海伟教授(共同通讯作者)等使用廉价的水热碳质纳米纤维、吡咯和NiCl2作为前驱体制备了Ni-N共掺杂碳纳米纤维负载部分氧化的Ni纳米颗粒(PO-Ni/Ni-N-CNFs)的纳米复合电催化剂，并在Nano Energy上发表了题为“Partially oxidized Ni nanoparticles supported on Ni-N co-doped carbon nanofibers as bifunctional electrocatalysts for overall water splitting”的研究论文。得益于有效的活性中心、介孔结构和相互连接的一维纳米纤维网络，所得纳米复合电催化剂在碱性介质中对HER和OER均表现出优异的催化活性和持久性。 此外，将PO-Ni/Ni-N-CNFs作为双功能催化剂实际应用于分解水，在1.69V的电压下达到了10mA·cm-2的电流密度。 综上所述，PO-Ni/Ni-N-CNFs复合材料的优异性能应归因于以下三个重要方面的协同控制。首先，催化剂中存有三类内在活性位点，包括暴露的PO-Ni、Ni@C和Ni-Nx，可以有效催化HER和OER。尽管已证实暴露的PO-Ni结构是主要的活性位点，但Ni@C和Ni-Nx也为PO-Ni/Ni-N-CNFs催化剂提供了部分活性。其次，PO-Ni/Ni-N-CNFs具有较高的比表面积(241.0 m2·g-1)，介孔结构和较大的总孔体积(0.21 cm3·g-1)，有利于上述活性位点的暴露以及电催化相关物种的快速传输。最后，高度石墨化的CNF网络结构不仅有利于电子快速传递，而且还提高了其催化稳定性。当用作全分解水催化剂时，PO-Ni/Ni-N-CNFs能够在碱性电解池、1.69 V电压下达到10 mA·cm-2的电流密度，同时具有出色的耐久性。理解催化剂中的主要活性位点将为开发用于电解水以及其它电催化过程的高性能双功能催化剂提供更多机遇。 文献链接： Partially oxidized Ni nanoparticles supported on Ni-N co-doped carbon nanofibers as bifunctional electrocatalysts for overall water splitting (Nano Energy, 2018, DOI: 10.1016/j.nanoen.2018.06.071)
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