首页 时事 民生 政务 教育 文化 科技 财富 体娱 健康 情感
更多
旅行 百科 职场 楼市 企业 乐活 学术 汽车 时尚 创业 美食 幽默 美体 文摘

中国石油大学（华东）|刘亚超，谭晓杰，李旭东，王瑞，王慧，韩璇，赵青山：DES合成高活性CoCO3纳米片及析氧反应性能研究

学术   2024-10-26 08:03   北京  

DES合成高活性CoCO3纳米片及析氧反应性能研究

刘亚超 谭晓杰李旭东王瑞王慧韩璇赵青山 

（中国石油大学（华东）化学化工学院，山东 青岛 266580）

DOI：10.11949/0438-1157.20240125


摘 要 氢能因其热值高、清洁无污染等优势，被认为是实现碳中和最有效的能源载体之一。电解水制氢是实现可持续制氢的有效途径。其中，析氧反应（OER）缓慢动力学过程导致水分解效率低下，迫切需要开发高效、稳定的电催化剂。利用多元醇、尿素与CoCl2·6H2O之间的配位作用形成超分子三元低共熔溶剂（DES）体系，通过一锅溶剂热法构建表面粗糙的二维CoCO3纳米片，用于提升电催化OER效率，并针对醇羟基数量对CoCO3形貌及性能影响进行了探究。研究表明，丙三醇、尿素和CoCl2·6H2O三元DES体系制备的CoCO3-Gly催化剂，呈现更蓬松、更薄、更粗糙的片状结构，具有更加优异的OER性能，电流密度在10 mA·cm-2时过电位311 mV，经24 h稳定性测试电流保留率达99%。
关键词 低共熔溶剂；碳酸钴；催化剂；电催化；析氧反应；多元醇

Synthesis of efficient cobalt carbonate nanosheets based on DES for oxygen evolution reaction

LIU Yachao TAN XiaojieLI XudongWANG RuiWANG HuiHAN XuanZHAO Qingshan 

（College of Chemistry and Chemical Engineering, China University of Petroleum, Qingdao 266580, Shandong, China）

Abstract: Hydrogen energy is considered as one of the most effective energy vectors to achieve carbon neutrality due to its high calorific value and clean, pollution-free characteristics. Electrolysis of water is an effective way to achieve sustainable hydrogen production. Among them, the slow kinetics of the oxygen evolution reaction (OER) leads to low water decomposition efficiency, and it is urgent to develop efficient and stable electrocatalysts. Herein, we utilize the coordination interaction between polyhydric alcohols, urea, and CoCl2·6H2O to form supramolecular ternary deep eutectic solvent (DES) systems. By employing a one-pot solvothermal method, surface-roughened two-dimensional CoCO3 nanosheets were constructed to enhance electrocatalytic OER efficiency. The impact of the number of alcohol hydroxyl groups on the morphology and performance of CoCO3 was studied. The research shows that the CoCO3-Gly catalyst prepared by using a ternary DES system of glycerol, urea, and CoCl2·6H2O exhibits a more fluffy, thinner, and rougher sheet-like structure. The catalyst exhibits superior OER performance, with an overpotential of 311 mV at a current density of 10 mA·cm-2 and a current retention rate of 99% after 24 h of stability testing.
Keywords: deep eutectic solvents；cobalt carbonate；catalyst；electrocatalysis；oxygen evolution reaction；polyhydric alcohols

引言

化石燃料快速消耗造成的环境问题和能源危机，使得开发可再生清洁能源迫在眉睫。氢能因其能量密度高、高热转换效率和零碳排放[1-2]，被认为是化石燃料理想的替代品。工业中常用的制氢方法需要消耗大量化石能源，而电解水制氢以水为原料，将化学能转化为电能，且制氢纯度高，是最有前景的绿色制氢技术[3]。然而，析氧反应（OER）是一种动力学缓慢的四电子转移过程[4-5]，阻碍了水的高效分解。因此，开发高效稳定的OER催化剂对于提高水分解性能至关重要。贵金属催化剂具有良好的电化学性能，但价格较高、稳定性较差。过渡金属基催化剂如过渡金属氧化物、硫化物、磷化物、氢氧化物、碳酸盐等价格低廉、应用广泛、具有良好的催化活性[6-10]。开发用于电催化OER的高效非贵过渡金属基催化剂具有巨大的研究意义和应用前景。
随着绿色环保理念的快速发展，在获得高效催化剂的同时减少环境污染，仍是催化剂制备过程中的一大挑战。传统有机溶剂大多来自石油基原料，在使用过程中可能会带来严重的环境问题和安全问题，绿色溶剂体系的开发对国家生态保护战略和绿色化工发展意义重大。2003年，Abbott等[11]首次将氯化胆碱和尿素混合后加热，制备出一种熔点低于两种组成物质熔点的混合物，并将这种混合物定义为低共熔溶剂（DES）。DES是由氢键供体（HBD）和氢键受体（HBA）通过静电相互作用、氢键、范德华力相互作用形成的一种新型绿色溶剂，具有与离子液体（ILs）相似的性质。其中，HBA通常是季铵盐（ChCl、TPAB等）、水合金属盐（NiCl2·6H2O、CoCl2·6H2O等）或酸性金属盐（FeCl3、ZnCl2等）等，HBD则一般为酰胺类、羧酸类、多元醇类等[12-16]。与传统溶剂和ILs相比，DES的低蒸气压和较高的热稳定性使得催化剂在制备过程中更加绿色安全[17-18]。同时，DES可通过简单加热或研磨快速合成[19]，所用原料能再生、可降解等使DES广泛应用于电化学、材料合成、金属萃取、混合溶剂等多个领域[12,20-22]。此外，DES还可作为反应物直接参与形成催化剂的活性组分，这种合成策略具有以下突出优点[13,23-24]：（1）DES具有氢键、高离子强度和黏度，且对金属盐有良好的溶解性，可同时作为溶剂、反应物和结构导向剂，可制备具有可控形态和结构的功能材料；（2）可通过电荷中和、还原电位和化学活性的变化使其具有与传统溶剂不同的成核和生长机制；（3）DES在一定条件下可分解产生N、C、S及金属元素，是具有安全、绿色等优势的杂原子源，所得产物往往表现出与常规反应物不同的结构和性能[23]。
由于DES的独特性质，已被研究用于催化剂的制备[26-28]。其中，水合金属卤化物基DES体系中不仅存在氢键，而且金属离子和氧供体配体之间具有配位作用，可同时提供金属源和碳源，更加便捷地一步制备过渡金属基催化剂[29-31]。例如，Zhang等[31]分别将NiCl2·6H2O和富碳的聚乙二醇200作为HBA和HBD形成DES体系，通过热解硫化构筑二维NiS/石墨烯异质结构复合材料。该合成策略可使NiS与石墨烯的生长、偶联一步到位，有效地使复合材料均匀耦合，但所制备催化剂聚集程度较高，使得催化剂的活性面积较小，暴露的活性位较少。NiCl2·6H2O也可与尿素形成二元DES，通过热解法制备N-C/NiS2纳米片，但催化剂收率较低，且纳米片较厚，不利于活性位点的暴露[32]。Liu等[33]将CoCl2·6H2O、尿素与泡沫镍基底结合后，构筑了二维纳米片结构的[Co(NH3)4CO3]Cl/NF，利用尿素与金属卤化物之间的配位作用使金属分散均匀，调节产物的形貌和催化性能，但经12 h稳定性测试，电流保留率降为85%左右。因此，依然亟需开发新型DES体系构筑高活性、高稳定性的催化剂，实现高效的电解水析氧反应。
多元醇含有2个及以上的羟基，具有对极性物质强溶解能力、低毒性和低挥发性等特点，可与其他组分形成稳定的氢键网络。尿素能够与多元醇相互作用，进一步增强溶剂的稳定性和降低其凝固点。过渡金属钴具有活性高、3d轨道易调节等优势，被广泛应用于OER催化剂的制备。因此，本文提出以多元醇、尿素与CoCl2·6H2O构筑新型三元DES体系，将其作为溶剂、反应原料和结构导向剂，采用一锅溶剂热法制备高活性的CoCO3纳米片催化剂。选用3种不同的醇与尿素、CoCl2·6H2O形成三元DES，利用DES的超分子性质以及微环境的不同，将金属前体进行分散和形貌导向，探究了醇羟基数量对CoCO3形貌和电催化OER性能影响。基于DES制备的CoCO3在碱性介质中显示出较优异的OER催化性能。这种DES制备高活性催化剂的设计理念，可为电催化及其他领域提供有价值的指导。

1 实验部分

1.1 催化剂的制备

称取40 mmol丙三醇、40 mmol尿素装入样品瓶，80℃下搅拌30 min后，称取10 mmol CoCl2·6H2O加入溶液中继续搅拌30 min。将该溶液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，置于鼓风干燥箱中180℃反应8 h。反应体系冷却后，将沉淀物用去离子水洗涤干净，在真空干燥箱60℃条件下干燥24 h。得到的催化剂记为CoCO3-Gly。为探究DES对催化剂形貌结构和催化性能的影响，将丙三醇替换为乙二醇和聚乙二醇（200），制备样品分别记为CoCO3-EG、CoCO3-PEG。将丙三醇替换为水，利用传统水热法制备的样品记为CoCO3。

1.2 材料表征

采用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表征样品的微观形貌和晶体结构；采用X射线粉末衍射（XRD）确定物相组成及结晶度；通过X射线光电子能谱（XPS）分析样品表面元素的组成及价态。

1.3 电化学测试

电极的制备：称取2 mg催化剂，5 μl Nafion将其分散在800 μl无水乙醇中形成均匀的催化剂墨水。将该墨水（15 μl）分3次涂在玻碳电极上，晾干后用作工作电极。
所有电化学测试均采用上海辰华CHI 760E电化学工作站在标准的三电极体系中进行OER测试，电解液为O2饱和的1.0 mol·L-1 KOH溶液，对电极为碳棒，参比电极为Ag/AgCl电极，涂有催化剂墨水的玻碳电极为工作电极。线性扫描伏安（LSV，扫速：5 mV·s-1）测试在饱和O2环境下进行，所有电位均通过能斯特方程进行相对标准氢电极（RHE）的换算：

（1）
在0.01~105 Hz频率范围内，以0.5 V的偏压5 mV的振幅进行催化剂的电化学阻抗（EIS）的测试。在非法拉第电位区间[1.02~1.22 V (vs RHE）]，采用20~120 mV·s-1不同扫描速率进行循环伏安曲线（CV）的测定，计算1.12 V (vs RHE)下的充放电电流密度差[Δj=(janode-jcathode)/2]随扫描速率的线性关系图，所得直线斜率为Cdl。用Cdl衡量电化学活性面积的大小。
采用扫描速率为100 mV·s-1的循环伏安法（CV），评价样品的循环稳定性，循环次数为3000次。通过计时电流法，固定电压值测试电流随时间（24 h）的变化曲线并通过电流保留率判断样品的长期稳定性。

2 结果与讨论

2.1 形貌结构分析

通过扫描电子显微镜（SEM）观察传统水热法制备的CoCO3与基于DES制备的CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly催化剂的形貌结构，如图1所示。其中，CoCO3表现为表面较为光滑的块状结构，而CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly催化剂的基本形貌呈不规则粗糙二维纳米片[图1(c)~(h)]。随着醇羟基数量的增加，催化剂表面更加粗糙和蓬松，说明DES对催化剂的形貌具有诱导调控作用，且不同数量醇羟基与尿素形成的DES对催化剂形貌影响程度不同，醇羟基数量更多的丙三醇与尿素、CoCl2·6H2O形成的三元DES所制备的CoCO3催化剂更蓬松、更薄、更粗糙。这主要是由于数量较多的醇羟基可将金属更好地分散，在成核过程中不易团聚，使得DES调控作用随醇羟基数量的增加而增强。CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly样品蓬松程度和粗糙的表面有助于活性位的暴露，促进界面充分反应，提高传质效率，其催化活性均高于传统水热法制备的CoCO3催化剂。

图1   CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly的SEM图Fig.1   SEM images of CoCO3, CoCO3-PEG, CoCO3-EG and CoCO3-Gly
通过TEM及HRTEM分析了样品的形貌、晶格结构及元素分布，其中CoCO3为块状结构，CoCO3-PE、CoCO3-EG、CoCO3-Gly均为堆叠的二维粗糙片状结构，各样品形貌与SEM的测试结果吻合。醇羟基数量较多的DES，形貌调控作用更强，更有利于粗糙片状结构的形成，因此丙三醇与尿素、CoCl2·6H2O形成的三元DES所制备的CoCO3催化剂CoCO3-Gly片状结构更明显、更薄，蓬松程度更高[图2(a)~(d)]。如HRTEM图[图2(e)~(h)]所示，传统水热法制备的CoCO3显示出清晰可见的晶格条纹，其间距为0.274 nm和0.176 nm，分别精确指向CoCO3（JCPDs：11-0692）的(104)和(024)晶面。基于DES制备的CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly催化剂晶格主要对应CoCO3的(110)和(113)晶面。由于DES独特的微环境可使催化剂在成核过程中结构发生改变，抑制晶体的形成。因此，基于DES制备的催化剂晶格的清晰程度下降，结晶度降低。CoCO3-Gly的EDX光谱元素映射图[图2(i)]显示C、O、Co元素均匀分布，所得CoCO3-Gly催化剂较为均匀。

图2   CoCO3(a)，CoCO3-PEG(b)，CoCO3-EG(c)和CoCO3-Gly(d)的TEM图；CoCO3(e)，CoCO3-PEG(f)，CoCO3-EG(g)和CoCO3-Gly(h)的HRTEM图；CoCO3-Gly的EDX元素映射图(i)Fig.2   TEM images of CoCO3 (a), CoCO3-PEG (b), CoCO3-EG (c) and CoCO3-Gly (d); HRTEM images of CoCO3 (e), CoCO3-PEG (f), CoCO3-EG (g) and CoCO3-Gly (h); EDX overlap and element mapping profiles of CoCO3-Gly (i)
通过XRD分析样品的物相及结晶度，如图3(a）所示，4个样品在25.06°、32.62°、38.62°、42.78°、46.58°、51.40°和53.82°的衍射峰分别对应于CoCO3（JCPDs：11-0692）的(012)、(104)、(110)、(113)、(202)、(024)和(116)晶面，表明四者具有相同的物相。此外，用DES制备的CoCO3在59.71°出现了C的衍射峰，多元醇和尿素为CoCO3提供C源的同时也会对其进行掺杂，少量的C可增强催化剂的导电性。CoCO3的主峰比较尖锐，其结晶性较好。DES与传统溶剂的微环境不同，使CoCO3晶体在成核过程中，无序化程度增加。随着醇羟基数量的增加，CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly 3种催化剂，衍射峰强度均下降，催化剂的结晶度降低。这种无序结构提供了更多的表面活性位点，增加了催化剂表面的粗糙度和比表面积，可增强催化剂的吸附能力，使催化剂充分与电解液相接触，加快传质作用，有利于OER催化活性的提升。

图3   CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly的XRD表征图(a)；EPR光谱图(b)和氮气吸脱附曲线(c)（1G=10-4T）Fig.3   XRD patterns (a); EPR (b) and N2 adsorption-desorption isothermal (c) curves of CoCO3, CoCO3-PEG, CoCO3-EG and CoCO3-Gly
对材料进行氧空位缺陷测试，如图3(b)所示是CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly催化剂的EPR表征结果，在g=2.003处可以看到明显的EPR信号，这是由于材料中氧空位捕获电子引起的，证明了CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly中氧空位的存在。
为分析CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly 4种催化剂的比表面积和孔隙结构分布，对材料进行了氮气吸脱附测试，结果如图3(c)所示。4种材料的吸脱附曲线形状相似，说明它们拥有类似的孔径分布。经BET计算可得，4种催化剂的比表面积分别为0.51、65.67、75.79、86.28 m2·g-1，使用DES所制备的CoCO3比表面积远高于传统水热法所制备的催化剂。
为分析4个样品的表面元素组成及价态，利用XPS进行表征。图4(a)为4个样品的全谱，样品展示出O、Co、C元素共存。样品在285.4 eV处的峰对应于C 1s，此峰主要源于样品中的碳以及表面吸附的含碳物质。图4(b)为4个样品的高分辨率C 1s XPS谱图，通过图谱拟合，CoCO3催化剂中的C主要以C—C（284.8 eV）、C—O（286.1 eV）、O—CO（289.5 eV）形式存在。由于DES中微环境的不同及对Co2+的分散能力更强，CoCO3在成核过程中结构发生改变，导致基于DES制备的CoCO3催化剂中O—CO（289.1 eV）发生明显偏移（-0.4 eV），的电子云密度增加，更有利于CoCO3的形成及缺陷的产生。图4(c)为O 1s的XPS谱图，O的存在形式主要为O—CO（531.2 eV），证明的存在，与XRD表征结果一致。图4(d)为不同催化剂的高分辨率Co 2p XPS谱图，该谱图主要包括Co 2p3/2、Co 2p1/2自旋轨道及2个卫星峰；通过谱图拟合，位于783.4和799.2 eV处的峰分别对应于Co2+的2p3/2和2p1/2轨道，位于780.7和796.7 eV处的峰分别对应于Co3+的2p3/2和2p1/2轨道，样品表面的Co元素的电子价态为+2和+3价共存，表明氧空位缺陷会使Co的电荷重新分布[32]，Co 2p轨道结合能发生明显负偏移。

图4   CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly的XPS全谱(a)及C 1s(b)、O 1s(c)、Co 2p(d)高分辨率XPS谱图Fig.4   XPS survey spectra (a); high-resolution XPS C 1s spectra (b)， O 1s spectra (c) and Co 2p spectra (d) of CoCO3, CoCO3-PEG, CoCO3-EG and CoCO3-Gly

2.2 电催化性能研究

采用三电极体系对4种催化剂在碱性电解质中进行OER测试。图5(a)对4种催化剂在1.0 mol·L-1 KOH电解质溶液中以5 mV·s-1的扫描速度进行极化曲线（LSV）测试。在j=10 mA·cm-2时，CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly的过电位分别为457、334、340、311 mV。在j=50 mA·cm-2时，过电位分别为673、487、461、421 mV，表明基于DES制备的CoCO3催化剂表现出更良好的OER活性，优于已报道的CoCO3催化剂。通过LSV曲线的数据可得到相应的Tafel斜率[图5(b)]用于进一步研究OER的动力学过程。Tafel斜率越小，说明电流密度增长越快，过电位的变化量越小，电催化性能越好。CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly催化剂的Tafel斜率分别为150.94、123.63、112.60和96.50 mV·dec-1。CoCO3-Gly拥有最小的Tafel斜率，表明其拥有最快的OER反应动力学过程。

图5   CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG、CoCO3-Gly和RuO2的OER极化曲线图(a)； CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG、CoCO3-Gly和RuO2的Tafel图(b)Fig.5   OER polarization curves of CoCO3, CoCO3-PEG, CoCO3-EG, CoCO3-Gly and RuO2 (a); Tafel plots of CoCO3, CoCO3-PEG, CoCO3-EG, CoCO3-Gly and RuO2 (b)
图6(a)~(d)为电位区间1.02~1.22 V（vs RHE）内，20~120 mV·s-1不同扫描速率下测得的循环伏安曲线。图6(e)为用双电层电流对扫描速率作图，经拟合得到的直线，其中直线斜率为双电层电容Cdl。双电层电容值与电化学活性比表面积成正比，双电层电容值越大，电化学活性比表面积越大，所暴露的活性位点越多，可以很大程度上提高催化效率。CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly催化剂的Cdl值分别为3.7、30.7、55.7和84.7 mF·cm-2。其中，CoCO3-Gly的Cdl值最大，表明其电化学活性比表面积最大。二维片层结构可提供丰富的活性位点，因而OER性能最佳。图6(f)为Nyquist阻抗图，CoCO3催化剂和DES制备的CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly都具有明确的高频圆弧和中低频斜线，圆弧半径越小，电极导电性越好，电子转移速度越快，进一步证实DES作为溶剂、反应物、结构导向剂会对材料的电子传递起促进作用。CoCO3-Gly的电化学阻抗图拥有最小的圆弧，表明其拥有最好的OER电催化性能。

图6   CoCO3(a），CoCO3-PEG(b)，CoCO3-EG(c)和CoCO3-Gly(d)的CV扫描图（电位区间1.02~1.22 V，扫描速率分别为20、40、60、80、100、120 mV·s-1）； CoCO3，CoCO3-PEG，CoCO3-EG，CoCO3-Gly在1.12 V电位处扫描速率与电流密度关系图及相应的双电层电容Cdl值(e)； CoCO3，CoCO3-PEG，CoCO3-EG和CoCO3-Gly的电化学阻抗图(f)Fig.6   Cyclic voltammograms of CoCO3 (a), CoCO3-PEG (b), CoCO3-EG (c) and CoCO3-Gly (d) in the region of 1.02—1.22 V （vs RHE） with different scan rates (20, 40, 60, 80, 100 and 120 mV·s-1); capacitive currents against scan rate and corresponding Cdl value of CoCO3, CoCO3-PEG, CoCO3-EG and CoCO3-Gly catalysts at 1.12 V (e); EIS Nyquist plots of CoCO3, CoCO3-PEG, CoCO3-EG and CoCO3-Gly (f)
OER催化剂的稳定性，是评价电极催化性能的一个重要指标。采用循环伏安法（CV），对催化剂的循环稳定性进行评价，通过高扫描速度CV循环3000圈前后的电位差，来判断催化剂稳定性的优劣。结果如图7（a)~（d）所示。经过循环3000圈后，CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly催化剂的电位差分别为91、35、26和18 mV，表明DES制备的催化剂稳定性更佳。图7(e)~(h)是采用计时电流法对催化剂进行的24 h稳定性测试结果。经过24 h，CoCO3、CoCO3-PEG、CoCO3-EG和CoCO3-Gly催化剂的电流保留率为82%、89%、94%和99%。进一步表明，与传统水热法制备的CoCO3相比，基于DES制备的催化剂具有更佳的稳定性。这主要是由于DES中含有较多的醇羟基，较多的醇羟基更易与金属形成稳定结构，使得催化剂在成核过程中不易团聚，并诱导形成粗糙二维表面使得活性位充分暴露，因此具备更好的结构稳定性。相比于其他催化剂，具有最多醇羟基的CoCO3-Gly表现出最佳的结构稳定性和活性。

图7   CoCO3(a)、CoCO3-PEG(b)、CoCO3-EG(c)和CoCO3-Gly(d)恒定电压测试24 h的计时电流曲线图；CoCO3(e)、CoCO3-PEG(f)、CoCO3-EG(g)和CoCO3-Gly(h)经过3000次CV扫描前后LSV曲线Fig.7   Long-time stability test of CoCO3 (a), CoCO3-PEG (b), CoCO3-EG (c) and CoCO3-Gly (d) at a constant voltage for 24 h LSV curves of CoCO3 (e), CoCO3-PEG (f), CoCO3-EG (g) and CoCO3-Gly (h) before and after 3000 CV scans

3 结　论

本文利用多元醇、尿素与CoCl2·6H2O之间的配位作用形成超分子三元DES体系，通过一锅溶剂热法构建表面粗糙的二维CoCO3纳米片，用于提升电催化OER效率。利用DES的超分子性质以及微环境的不同，将金属进行分散和形貌导向。该类催化剂呈表面粗糙的片状结构，可提供较高的电化学活性比表面积，这些结构和表面特性有助于电催化性能的提升。其中，醇羟基数量最多的丙三醇与尿素、CoCl2·6H2O形成的DES体系制备的CoCO3-Gly表现出最佳的OER性能。在j=10 mA·cm-2时η为311 mV，经24 h稳定性测试电流保留率达99%，具有更好的稳定性。本研究为开发高效稳定的OER电催化剂提供了新的思路和方法。

引用本文： 刘亚超, 谭晓杰, 李旭东, 王瑞, 王慧, 韩璇, 赵青山. DES合成高活性CoCO3纳米片及析氧反应性能研究[J]. 化工学报, 2024, 75(9): 3320-3328 (LIU Yachao, TAN Xiaojie, LI Xudong, WANG Rui, WANG Hui, HAN Xuan, ZHAO Qingshan. Synthesis of efficient cobalt carbonate nanosheets based on DES for oxygen evolution reaction[J]. CIESC Journal, 2024, 75(9): 3320-3328)

第一作者：刘亚超（1997—），女，硕士研究生，13518629974@163.com

通讯作者：赵青山（1987—），男，博士，副教授，qszhao@upc.edu.cn




 http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkwMjI2NzAyOA==&mid=2247556296&idx=1&sn=2eb2186ef8b2564ea59bfd505fde730e
化工学报
《化工学报》（月刊）是我国化工领域权威性学术期刊，EI、SCOPUS收录，由中国化工学会和化学工业出版社共同主办、化学工业出版社出版。
 最新文章
天津大学|田镇岭，陈志豪，宇高义郎：微通道型气泡泵驱动两相流传热特性
大连理工大学|王禹丹，徐晨，阮达，春江，马学虎：V形沟槽纳米线团簇表面的毛细抽吸-补液蒸发传热特性研究
大连理工大学|朱子厚，潘丰，赵鹏飞，贺缨：加热表面材质对核态沸腾换热影响的流-热耦合数值研究
西南石油大学|向腾龙，王治红，汪贵，李龙：液化天然气冷能梯级利用的多功能集成系统研究
东北电力大学|王迪，崔颖晗，孙灵芳，周云龙：超临界二氧化碳混合工质储能系统热力学分析
东北电力大学|皮若冰，周云龙：直接Z型异质结体系光催化还原二氧化碳研究进展
中国石油大学（北京）|张佳颖，王聪，王雅君：CNT-Co/Bi2O3催化剂光催化协同过硫酸盐活化高效降解四环素
转载丨2025年第八届全国化学工程与生物化工年会第一轮通知
北京化工大学丨李季，王建林，王雯，等：基于DBSVDD-RVR的多模态间歇过程质量变量在线软测量
河南工业大学丨郭鑫，李文静，乔俊飞：基于自组织模块化神经网络的污水处理过程出水参数预测
华南理工大学|赵武灵，满奕：基于变分编码器的纳米纤维素分子结构预测模型框架研究
征稿丨“过程模拟与仿真在过程工业中的应用”专刊
太原理工大学|唐宇昊，张飞飞，杨江峰，等：弱极性超微孔Sc/In-CPM-66A用于CH4/N2吸附分离性能
吴学红，韦新，侯加文，吕财，刘勇，刘鹤 ，常志娟：热解法制备碳纳米管及其在散热涂层中的应用研究
西安建筑科技大学|张丽萍，孟晓荣，等：VO2@KH550/570@PS复合薄膜的制备及其热致相变性能
2024 第二届高分子材料循环再利用大会（12月20日-21 日 宁波）
郭鑫，李文静，乔俊飞：基于自组织模块化神经网络的污水处理过程出水参数预测
转载|对话厦门大学李清彪教授浅议生成式AI在科研领域的应用
卢昕悦，叶正芳，等：耦合LNG冷能的液态空气储能系统和液态CO2储能系统对比分析
上海理工大学|徐宏标，杨亮，李子栋，刘道平：盐水微滴/泡沫铜复合体系中甲烷水合物生成动力学研究
江苏大学|王军锋，张俊杰，张伟，王家乐，双舒炎，张亚栋：液相放电等离子体分解甲醇制氢：电极配置的优化
太原理工大学|代艳辉，熊启钊，房强，杨东晓，王毅，陈杨，李晋平，李立博：原位蒸汽辅助法用于一步制备多级孔Cu-BTC
合肥工业大学|王舒英，左涛，石志伟，范小明，张卫新：阳离子交换树脂基介孔石墨化碳合成与储钠性能
中国石油大学（华东）|刘亚超，谭晓杰，李旭东，王瑞，王慧，韩璇，赵青山：DES合成高活性CoCO3纳米片及析氧反应性能研究
王冉，秦玉才，等：FCC催化剂传质强化活性位利用效率的可视化分析
福州大学：兼具加氢和脱硫活性的富含Niδ+非晶态NiP@γ-Al2O3催化剂的构筑及其用于石油树脂加氢的性能研究
太原理工大学|王树振，王琰，等：两步晶化合成ZSM-22分子筛及其临氢异构反应性能
青岛科技大学|王靖宇，刘佳，徐继香，等：薄片状PtZn@Silicalite-1分子筛的合成及催化丙烷脱氢性能研究
中国石油大学（北京）|李舒月，张永民，王军武，等：基于CPFD方法的U3O8氢还原流化床反应器数值模拟
浙江大学|黄正梁，冯铭瑞，宋琦，任聪静，杨遥，孙婧元，王靖岱，阳永荣：预混进料对废树脂流化裂解反应中颗粒团聚的抑制作用
华北电力大学|祝赫，张仪，齐娜娜，张锴：欧拉-欧拉双流体模型中颗粒黏性对液固散式流态化的影响
西安交通大学|罗欣怡，徐强，佘永璐，聂腾飞，郭烈锦：光电分解水制氢气泡动力学特性及其传质机理研究
南京理工大学|唐昊，胡定华，李强，张轩畅，韩俊杰：抗加速度双切线弧流道内气泡动力学行为数值与可视化研究
山东大学|陈超伟，柳洋，杜文静，辛公明，等：局部热点下微肋通道流动传热特性
哈尔滨理工大学|陈巨辉，苏潼，李丹，陈立伟，等：翅形扰流片作用下的微通道换热特性
福州大学|杨子驰，谢冰琪，周才金，张吉松，等：套管膜式微反应器内高效安全的气液传质-反应过程研究进展
天津大学|王婷，付涛涛，等：微反应器内环酯类锂电池添加剂合成研究进展
胡术刚，王艳龙，等：纳米零价铁的制备及氧化还原技术的应用进展
高文芳，孙峙，吕龙义，等：典型金属生产过程的环境影响评价研究进展
湖南科技大学|彭丹，卢俊杰，倪文静，杨媛，汪靖伦：高电压钴酸锂电池电解液研究进展
征稿丨“过程模拟与仿真在过程工业中的应用”专刊
河北科技大学|赵璐璐，唐二军，刘少杰，等：POSS改性氧化石墨烯对涂层防腐和疏水性能的影响
尹刚，钱中友，等：基于Adaboost-PSO-SVM的铝电解槽健康状态诊断方法研究
西安交通大学|周辛梓，李增辉，孟现阳，吴江涛：低温下高纯空气黏度实验研究
盛世华诞·欢度国庆
天津大学|王俊男，付涛涛，等：T型微混合器内均相混合的数值模拟
学院新闻 | 2024年“化工第一课”在北京化工大学成功举办
江苏大学|左磊，王军锋，高健，王道睿：电场调控生物柴油液滴燃烧行为
韩东，高宁宁，唐新德，龚升高，夏良树：适用欧拉-拉格朗日方法模拟气液泡状流的气泡破碎模型
东北电力大学|李倩，张蓉民，林子杰，战琪，蔡伟华：基于机器学习的印刷电路板式换热器流动换热预测与仿真
 分类
时事
民生
政务
教育
文化
科技
财富
体娱
健康
情感
旅行
百科
职场
楼市
企业
乐活
学术
汽车
时尚
创业
美食
幽默
美体
文摘
 原创标签
时事 社会 财经 军事 教育 体育 科技 汽车 科学 房产 搞笑 综艺 明星 音乐 动漫 游戏 时尚 健康 旅游 美食 生活 摄影 宠物 职场 育儿 情感 小说 曲艺 文化 历史 三农 文学 娱乐 电影 视频 图片 新闻 宗教 电视剧 纪录片 广告创意 壁纸头像 心灵鸡汤 星座命理 教育培训 艺术文化 金融财经 健康医疗 美妆时尚 餐饮美食 母婴育儿 社会新闻 工业农业 时事政治 星座占卜 幽默笑话 独立短篇 连载作品 文化历史 科技互联网
 发布位置
广东 北京 山东 江苏 河南 浙江 山西 福建 河北 上海 四川 陕西 湖南 安徽 湖北 内蒙古 江西 云南 广西 甘肃 辽宁 黑龙江 贵州 新疆 重庆 吉林 天津 海南 青海 宁夏 西藏 香港 澳门 台湾 美国 加拿大 澳大利亚 日本 新加坡 英国 西班牙 新西兰 韩国 泰国 法国 德国 意大利 缅甸 菲律宾 马来西亚 越南 荷兰 柬埔寨 俄罗斯 巴西 智利 卢森堡 芬兰 瑞典 比利时 瑞士 土耳其 斐济 挪威 朝鲜 尼日利亚 阿根廷 匈牙利 爱尔兰 印度 老挝 葡萄牙 乌克兰 印度尼西亚 哈萨克斯坦 塔吉克斯坦 希腊 南非 蒙古 奥地利 肯尼亚 加纳 丹麦 津巴布韦 埃及 坦桑尼亚 捷克 阿联酋 安哥拉