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耦合甘油高选择性转化为甲酸盐与制氢的酸碱双电解液流动电解器
1
作者 冯辛 郭可鑫 +4 位作者 贾春光 刘博文 次素琴 陈俊翔 温珍海 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第5期33-36,共4页
氢气因其高能量密度、可持续性和燃烧后无污染等优点,被认为是取代传统化石燃料的最具前途的新兴能源载体之一。其中,电解水制氢技术因为其高效和绿色的特性而备受关注。然而电解水制氢过程通常受到阳极析氧反应(Oxygen Evolution React... 氢气因其高能量密度、可持续性和燃烧后无污染等优点,被认为是取代传统化石燃料的最具前途的新兴能源载体之一。其中,电解水制氢技术因为其高效和绿色的特性而备受关注。然而电解水制氢过程通常受到阳极析氧反应(Oxygen Evolution Reaction,OER)的限制,因此这种方法的大规模应用面临重大挑战。克服这一难题的一个有前途的解决方法是在阳极上使用电催化甘油氧化反应(Glycerol Oxidation Reaction,GOR)代替OER,这种替代反应可以实现节能降耗的同时提高电解水制氢的效率,进一步推动氢气作为清洁能源的发展。然而,这一目标的实现需要高效、低成本且高选择性的GOR电催化剂。在这篇文章中,我们报告了一种新型的酸碱双电解质流电解器(AADEF-electrolyzer),用于在碱性阳极GOR耦合酸性阴极析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)。我们通过一种简单的水热煅烧方法制备了一种在镍泡沫(NF)上原位生长的自支撑的NiCo_(2)O_(4)纳米针电极材料(NiCo_(2)O_(4)/NF)。该电极在GOR中表现出优异的电催化性能,在低电位下实现了高的电解电流密度,对甲酸盐的生产表现出优异的选择性,法拉第效率超过85%。密度泛函理论计算表明,NiCo_(2)O_(4)对GOR具有较低的反应能垒,Ni的存在有利于降低Co的电子态密度,从而实现NiCo_(2)O_(4)与中间体的高效解离,促进甲酸的生成。基于NiCo_(2)O_(4)/NF出色的GOR性能和电化学中和能(ENE)理论,我们构建了一个新型的AADEF-electrolyzer,利用NiCo_(2)O_(4)/NF作为GOR的阳极,配合酸性阴极进行析氢反应(HER)。实验结果表明,AADEF-electrolyzer对GOR具有低过电位和高选择性产甲酸的优异性能,仅需0.36 V的电压即可实现10 mA·cm^(-2)的电流密度,平均产甲酸的法拉第效率为85%。同时该电解槽表现出良好的长期稳定性和辅助产氢性能,阴极产氢的法拉第效率接近100%。这种低成本、易于制备的自支撑电极材料和新型酸碱双电解质流动电解器为促进化学品的增值转化和开发新型混合电解系统或其他相关电化学反应的混合电解装置提供了创新策略。 展开更多
关键词 制氢 甘油氧化 电催化 电解器
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环氧粉末涂料与静电喷涂技术及应用综述 被引量：1
2
作者 秦国治 冯辛 《化工设备与防腐蚀》 2001年第3期56-59,共4页
环氧粉末涂料是分子量较高的环氧树脂，颜料、填料、固化剂及其它添加剂等的混合物，经挤压、冷却、粗粉碎、微粉碎（主要用球磨或气流粉碎）、筛分等工序而制成的。用于制造粉末涂料的环氧树脂的软化点，一般不低于60℃，不高于95℃，... 环氧粉末涂料是分子量较高的环氧树脂，颜料、填料、固化剂及其它添加剂等的混合物，经挤压、冷却、粗粉碎、微粉碎（主要用球磨或气流粉碎）、筛分等工序而制成的。用于制造粉末涂料的环氧树脂的软化点，一般不低于60℃，不高于95℃，而以85～95℃为宜，常用604（E-12）环氧树脂，软化点85～95℃，或601（E-20）环氧树脂，软化点64～76℃，树脂的分子量分布范围要狭，使其软化点和熔融温度比较接近。在通常的固化温度下，环氧树脂应具有较低的熔融粘度，以便获得较好的润湿性和流平性。树脂中不应含胶质颗粒，以免形成块状物影响流平性。树脂对固化剂应有较高的反应性，同时还应有很好的载色力。应用于环氧粉末涂料的固化剂，与成膜物应有良好的混匀性，固化剂在常温下是潜伏性的，性能稳定，当环境温度变化时影响不大，而在配料制造过程中，固化剂也应是潜伏性的，最好在150℃才开始反应。环氧粉末涂料的固化剂一般采用无毒的固化物质，在固化过程中，不应有挥发性的副产物产生。常用品种有双氰胺，咪唑类化合物，酸酐类、酚醛树脂、二酰肼系和聚酰胺系化合物。常用双氰胺固化剂，为了加速其固化速度，常与咪唑类化合物、胍类、酰肼类、吡啶、嘧啶、呱嗪衍生物、三嗪、脲衍生物配合使用。目前国内广泛采用双氰胺-咪唑固化体系。其涂料的施工性、耐腐蚀性和机械性能都比较好，而且成本较低。 展开更多
关键词 环氧粉末涂料 静电喷涂
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基于阳极甘油氧化电催化的碱/酸混合电解制氢研究
3
作者 冯辛 刘博文 +4 位作者 郭可鑫 范林丰 王根香 次素琴 温珍海 《电化学》 CAS 北大核心 2023年第2期29-38,共10页
耦合可再生电能的电解水制氢是一项极具前景的绿氢技术,该技术仍受限于阳极析氧反应(OER)动力学慢、过电位高等问题的限制。在阳极端采用热力学更容易的电氧化反应代替OER,可大幅降低电耗并且在阳极端获得增值产物,是电解制氢的一种新... 耦合可再生电能的电解水制氢是一项极具前景的绿氢技术,该技术仍受限于阳极析氧反应(OER)动力学慢、过电位高等问题的限制。在阳极端采用热力学更容易的电氧化反应代替OER,可大幅降低电耗并且在阳极端获得增值产物,是电解制氢的一种新策略。甘油作为生物柴油生产的主要副产品且产能过剩,其电催化氧化(GOR)理论电位比OER低。基于此,本研究工作报道了一种耦合酸性析氢反应(HER)与碱性GOR的混合酸/碱双电解液的制氢电解器,其以泡沫镍(NF)支撑Co_(3)O_(4)纳米片(NS)电极(Co_(3)O_(4)·NSs/NF)为阳极,商用碳载铂修饰碳布电极为阴极。在阳极端,Co_(3)O_(4)·NSs/NF对GOR电催化表现出较低的过电位和转化为甲酸盐的高选择性。在该混合酸/碱双电解液电解槽中,仅仅需要额外施加0.55 V的外加电压,即可达到10 mA·cm^(-2)的产氢电解电流密度,并可以在阳极将甘油高选择性地转化为甲酸盐,其中产氢的法拉第效率接近100%。本研究工作为电解制氢提供了一条节电、阳极增值转化的技术路线。 展开更多
关键词 自支撑电极 甘油电氧化 电催化 酸/碱双电解液电解 制氢
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顶板岩溶裂隙补给矿井突水特征判别及开采预控对策 被引量：1
4
作者 冯辛 向安德 +1 位作者 周毅 付启明 《矿业安全与环保》 北大核心 2014年第2期76-78,共3页
金鹅池煤矿在+200 m东轨道石门施工探水钻孔时发生突水,涌水量从最初的80 m3/h短时间内迅速增大至320 m3/h,持续3个多月涌水量达到200 m3/h以上。从水量、水质、顶板基岩导含水结构、补给来源及水力联系等方面,对顶板强岩溶裂隙突水特... 金鹅池煤矿在+200 m东轨道石门施工探水钻孔时发生突水,涌水量从最初的80 m3/h短时间内迅速增大至320 m3/h,持续3个多月涌水量达到200 m3/h以上。从水量、水质、顶板基岩导含水结构、补给来源及水力联系等方面,对顶板强岩溶裂隙突水特征进行分析、判别,并在物探及注浆堵水中得以验证。根据验证结论,对矿井水文地质特征作出进一步修正,为矿井开拓部署调整及开采预控提供科学依据。 展开更多
关键词 顶板岩溶 导水裂隙 突水特征 开采预控
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