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期刊信息/Journal information
化学工业与工程
化学工业与工程

元英进

双月刊

1004-9533

hgbjb@tju.edu.cn

022-27406054

300072

天津大学化工学院

化学工业与工程/Journal Chemical Industry and EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊创刊于1984年，是天津大学和天津化工学会主办的化工类学术期刊。主要反映当前化学、化工领域的科学研究的最新成果，介绍国内外化工技术的新进展，新动向，促进科学向生产力转化。涉及的主要内容有：化学、化工基础理论的研究；新型材料的开发应用；新型催化剂及催化工程的开发和研究；传统化工工艺的改造及新工艺过程的开发；反应器的设计及化工过程分析与模拟；传统分离过程及设备的强化与改造和新型分离过程的开发；环境、生化及医药工程的开发和应用等。服务对象主要是从事化工、生化、环保及医药等领域科研、生产及设计的工程技术人员及大专院校化学、化工类师生。
正式出版
收录年代

    氢能的未来:制氢、储氢和用氢中挑战与机遇

    李小鹏肖琪
    1-3页
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    醇电催化氧化偶联制氢关键材料研究进展

    彭萱武晓彤黄是衔谭磊...
    4-18页
    查看更多>>摘要：基于绿色电能电解水制氢对于实现碳中和具有重要意义,然而电解水制氢需要较高的过电位驱动动力学缓慢的阳极析氧反应(OER),这显著限制了电解效率.通过采用热力学上更优的有机小分子氧化反应替代传统析氧反应,不仅能有效降低能耗和提升能效,还可通过高附加值小分子化学品的生成,显著提升该反应路线的技术经济性,从而拓宽了绿氢制取技术的市场应用前景.重点介绍了广受关注的醇类小分子电催化氧化反应体系及其反应机制,系统性地归纳总结了适用于醇类小分子电解制氢体系的高性能阳极催化材料体系研究进展,探讨了醇类小分子电催化氧化反应中尚存的挑战并展望了该领域未来的可能发展方向.旨在为阳极小分子替代OER技术方案的商业化应用提供一定的借鉴.

    醇类小分子氧化反应电解制氢金属催化剂电催化

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    双极膜研究进展及氢能方向应用展望

    姚欣昀钱汇东赵宏滨
    19-34页
    查看更多>>摘要：燃料电池、电解水制氢等利用氢能的可再生能源转换技术在"双碳"目标进程中扮演着关键角色,双极膜燃料电池和双极膜电解水制氢是近十几年才提出的、以双极膜为电解质的新型电化学能源转换装置.从双极膜水解离机理出发,详细介绍双极膜的组成、界面层结构及制备工艺,并对双极膜在不同领域的应用进行了梳理和展望,其中主要着眼于双极膜在燃料电池和电解水制氢2大氢能领域的国内外研究进展,探索由双极膜结构带来的独特应用优势,提出关键问题和发展方向,总结绿色制氢发展的机遇和挑战.

    双极膜燃料电池电解水制氢氢能

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    析氢电极镍钼镀层的开裂原因和新解决方法

    周卫珊闵洛夫陈亚楠张文...
    35-42页
    查看更多>>摘要：在碱性电解水制氢领域,电镀镍钼合金电极因析氢活性高、制备简单而备受关注.然而,广泛存在的镍钼镀层开裂和脱落现象严重影响了电极的性能和稳定性.旨在探究镍钼电极镀层开裂脱落的机理并提出避免镀层开裂的新方法.通过对镀层中气泡析出的观察、裂纹的监测及电化学测量,揭示了镍钼镀层开裂的原因是随金属电沉积进入镀层内部的氢的释放而导致的镀层收缩和内部应力;进而提出一种低镀液浓度和大电流密度的镍钼电沉积新方法.所得新电极未见开裂,并且在1 mol·L-1 KOH碱液中400 mA·cm-2电流密度下过电位仅有260 mV,比易开裂的镍钼镀层电极降低了 55 mV.新方法不仅有效解决了镍钼镀层的开裂脱落问题,还提升了其析氢性能.

    镍钼合金裂纹解决方法析氢电极碱性水电解

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    钌掺杂制备混合晶相碳化钼电解水析氢

    张佳柱孙永利杨晓东杨娜...
    43-50页
    查看更多>>摘要：通过离子交换法,将Ru原子均匀负载于掺氮超薄碳化钼纳米片自组装的微米球表面,调节前驱体中钌的含量,从而调控了 Ru-MoxC NFs中β-Mo2C和α-MoC1-x的比例,得到了具有优异性能的析氢催化剂Ru-MoxC NFs-4,由于混合晶相碳化钼具有更佳的氢吸附能和Ru与Mo2C基底之间的协同作用,表现出了十分优异的析氢性能.Ru-MoxC NFs-4具有较低的过电位(η10为49 mV和η100为127 mV),Tafel斜率为51.3 mV·dec-1,同时还具有良好的耐久性.这项研究为通过掺杂金属调控碳化物相组成设计高效析氢催化剂提供了新的思路.

    碳化钼制氢电化学钌

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    电沉积制备高活性高稳定性镍铁合金析氧电极

    李岳闵洛夫张文许莉...
    51-60页
    查看更多>>摘要：以电沉积的方式在商用镍网上成功制备出应用于碱性水电解析氧反应(OER)的多孔镍铁合金电极.通过调控电沉积量、镀液金属离子浓度等手段改变电极催化剂的沉积层形貌,制备出多级多孔枝晶状形貌镀层,研究了镀层结构、催化OER性能及稳定性.电流密度为10mA·cm-2时,电极析氧过电位仅为250 mV,Tafel斜率仅为35.8 mV·dec-1,催化活性超过商用Ir催化剂,Cdl值达到14.43 mF·cm-2,为空白镍网的10倍,具有优异的OER催化活性与较大电化学活性面积.同时,电沉积构筑的多孔形貌降低了反应电阻,镍铁合金电极的Rct值(0.32 Ω)远小于Ir/Ni电极(1.51 Ω),拥有较快的催化反应动力学.在80 ℃、30％KOH、500 mA·cm-2电流密度的条件下,水电解稳定运行75 h未出现显著衰减,表现出良好的稳定性.

    碱性水电解镍铁合金电极材料析氧反应

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    穿流电极无膜水电解模拟

    沈岑刘伯伦闵洛夫许卫...
    61-72页
    查看更多>>摘要：利用水电解技术将可再生能源转化为氢能是一条理想的绿色制氢途径.在常规水电解中,膜在电解装置的成本中占有较大比例并带来较高的电阻,而膜的降解往往是影响电解系统寿命的关键.无膜水电解技术可以有效避免膜带来的成本、寿命和电阻,具有重大的研究意义.建立了穿流电极无膜水电解的二维数值模拟模型,综合考虑了质量传递、动量传递、电化学反应过程以及电荷传递过程及其耦合关系.分析考察了由于电极活化、气泡覆盖活性面积以及欧姆阻抗导致的过电位在总电压中的占比,着重研究了电解液的流速以及电极间隙厚度对整个系统电压降的影响.结果表明,在总电压中气泡覆盖活性面积以及欧姆阻抗导致的过电位占据主要地位,这两者可以通过增加电解液流速和减小电极间隙厚度来降低.为了保证系统的电解效率的同时降低间隙内的气体含量,需要对电解液流速、电流密度大小以及电极间隙厚度进行匹配调整,从而达到最适的运行工况.

    碱性水电解无膜数值模拟优化设计

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    外场辅助策略在电解水制氢方面研究进展

    师启伟闫一凡罗兰栗振华...
    73-85页
    查看更多>>摘要：电解水制氢技术为可再生能源的储存、转化和利用提供了一条具有光明前景的途径.电催化剂的设计和改性被广泛应用于提升电催化性能,但目前已进入瓶颈期,难以取得突破性进展.因此实现高性能电解水制氢需要进一步发展新技术.引入外场(光场、磁场、弹性应力场和重力场等)是一种有效改善传质和改变反应动力学的新兴方法,可显著提高电催化性能.主要介绍了外场辅助策略在电解水制氢反应(析氢反应、析氧反应和耦合有机氧化反应)中的最新进展,希望能够为电解水制氢的未来发展提供一些借鉴.

    外场辅助电解水析氢反应(HER)析氧反应(OER)有机氧化

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    红磷/氮化碳异质结构建及光催化全解水应用

    裴泽宇汪万乘朱远蹠
    86-92页
    查看更多>>摘要：针对红磷材料在光催化裂解水反应中存在的光生载流子易复合和牺牲剂带来的污染问题,设计构建了一种晶型红磷与氮化碳的异质结构(M-CN/C-RP).结果表明这种异质结构能够显著提升光催化裂解水制氢效果,并且避免了牺牲剂对光催化制氢结果的影响.在不添加牺牲剂的前提下,具有异质结构的M-CN/C-RP的光催化产氢率可达30.7 μmol·h-1,且具有更好的稳定性,在20 h内能够持续产氢.

    晶型红磷异质结构光催化裂解水制氢

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    有机半导体光催化析氢反应研究进展

    王丝月韩冰邵阳贾一晖...
    93-113页
    查看更多>>摘要：使用半导体材料进行太阳能制氢是使用化石燃料制氢的替代方案.有机光催化剂由地球上大量存在的C、H和O等元素组成,因其通过分子工程可以调节电子性质,相比于无机催化剂更具有优势.然而,目前对其光催化氧化还原过程的关键性质的理解尚不完全,阻碍了向成本更低更具有竞争技术的进一步发展.综述了有机半导体光催化进展及机理的研究.从描述有机半导体的原理开始,概述了有机光催化剂析氢反应的研究现状,分析了光激发后的激子行为,并提出了提高有机半导体光催化制氢效率的策略,最后总结了共轭超分子和聚合物有机光催化剂的研究进展,并对光催化剂的发展提出了期待和展望.

    有机半导体光催化超分子光催化剂自组装体析氢

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