高电荷态离子辐照调控碲化物缺陷及其电催化析氢性能研究

基本信息
批准号:21865032
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:39.00
负责人:王庆涛
学科分类:
依托单位:西北师范大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:孙东飞,刘会平,张鑫磊,付春阳,杨荣,黄彦娜
关键词:
电子结构表面反应性制氢催化剂氢析出催化剂构效关系
结项摘要

This project is aimed at the urgent need for efficient electrocatalytic hydrogen production from water. Using highly charged ion irradiation technology, the surface defects of the telluride will be regulated by adjusting the irradiation parameters. We will study the effect of surface defects on the performance of electrocatalytic hydrogen evolution. The relationship between ion irradiation, surface defects, and catalytic properties will be studied systematically. The evolution of the surface structure of the same species of telluride under the same highly charged ion irradiation condition will be investigated. The relationship between the difference in material properties and the irradiation effect will be investigated. The surface structure change of the same telluride under different highly charged ion irradiation conditions will be investigated. By controlling the irradiation parameters, the controllability of defects generated on the surface of the telluride by irradiation of highly charged ions will be studied. The electrocatalytic hydrogen evolution properties of the tellurides with different surface defects will be investigated. The mechanism of the defects affecting the electrocatalytic performance will be revealed. The relationship between ion irradiation, surface defects, and catalytic properties will be elucidated. The results will provide a theoretical basis and technical support for the functional regulation of highly efficient electrocatalytic hydrogen evolution materials.

本项目针对高效电解水制氢催化材料的迫切需求,利用高电荷态离子辐照技术,通过改变辐照参数调控碲化物的表面缺陷,研究表面缺陷对电催化析氢性能的影响,开展离子辐照-表面缺陷-催化性能之间关系的系统研究。考察同族碲化物在相同高电荷态离子辐照条件下的表面结构演化,探究材料性质的差异与辐照效应的关系;考察同一碲化物在不同高电荷态离子辐照条件下的表面结构变化,通过调控辐照参数,研究高电荷态离子辐照在碲化物表面产生缺陷的可控性;考察具有不同表面缺陷碲化物的电催化析氢性能,揭示缺陷影响电催化性能的机理,阐明离子辐照-表面缺陷-催化性能之间的关系,为高效电催化析氢材料的功能调控提供理论依据及技术支持。

项目摘要

本项目针对高效电解水制氢催化材料的迫切需求,利用高电荷态离子辐照技术,通过改变辐照参数调控碲化物的表面缺陷,研究表面缺陷对电催化析氢性能的影响,开展离子辐照-表面缺陷-催化性能之间关系的系统研究。项目主要研究了碲化物的液相制备方法及其晶体结构调控手段,之后利用离子辐照技术对碲化物材料表面进行改性处理,重点研究了离子种类及辐照剂量等参数对碲化物表面产生缺陷的影响,以及与材料电催化析氢性能之间的关系。研究发现,离子辐照能够使碲化物表面产生大量缺陷,增加了其电催化活性位点数,改变了材料的电子结构,达到了提升电催化析氢活性的目的。此外,离子辐照改善了材料表面的亲水性,促进了催化剂表面氢气泡的释放,减少了大气泡对电极材料造成的损伤,提高了材料的稳定性。通过项目的实施,掌握了利用高电荷态离子辐照调控碲化物表面产生缺陷的技术,揭示了缺陷影响电催化析氢性能的机理,阐明了离子辐照-表面缺陷-催化性能之间的关系,为高效电催化析氢材料的功能调控提供了理论依据及技术支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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