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期刊信息/Journal information
西华大学学报（自然科学版）
西华大学
西华大学学报（自然科学版）

西华大学

罗中先

双月刊

1673-159X

sigxej@mail.xhu.edu.cn

028-87720088，87720163

610039

四川省成都市金牛区

西华大学学报（自然科学版）/Journal Journal of Xihua University(Natural Science Edition)北大核心CSTPCD
查看更多>>本学报国内外公开发行，以公布学院科技成果，传播科技信息，开展学术交流，促进科技成果商品化为办刊宗旨。以科学理论形式为经济建设服务，以社会效益为最高准则，全心全意为作者，读者服务。刊登以机械工程与自动化、汽车与交通工程、材料科学与工程、食品包装与工商管理、电子信息与电气工程、能源与环境工程、土木与建筑工程，计算机科学与工程及基础学科等领域的学术论文。
正式出版
收录年代

    低铂纳米电催化材料的设计合成及其在电催化析氢中的研究进展

    郭晓辉姚虎
    1-27页
    查看更多>>摘要：氢气(H2)具有较高的能量密度和绿色"零"碳特性,被认为是未来最有前途的能源替代品之一.电解水制氢提供了一种绿色、可持续的制氢途径.铂(Pt)基材料被认为是析氢反应(HER)的有效电催化剂,但是有限的储量和高昂的价格使得Pt基催化剂的大规模商业化应用受到限制;因此,设计低成本和高HER性能的低Pt电催化剂受到了广泛关注.本文总结了合金策略、强金属-载体相互作用、单原子策略等具有代表性的低Pt催化剂合成策略,系统梳理了低Pt电催化剂的研究现状.文章指出新型低Pt催化剂的设计、催化剂构效关系、新型载体材料的开发以及催化剂在实际系统中的稳定性和可靠性研究是未来研究方向.

    析氢反应低Pt催化剂合金强金属-载体相互作用单原子

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    质子交换膜水电解制氢阳极铱基催化剂的研究进展

    黄婷陈星雨许雪丽黄涛...
    28-41页
    查看更多>>摘要：氢能作为一种清洁、高效、可再生的能源,在我国能源绿色低碳转型过程中具有重要的战略地位.质子交换膜水电解(PEMWE)制氢技术因其工作电流密度大、能量效率高以及动态响应快等优势,被认为是一种极具发展前景的制绿氢技术.然而,受限于该系统核心组件之一阳极铱基催化剂的资源稀缺性和高昂成本,PEMWE在产业界仍难以得到大规模应用.针对这一问题,研究者们致力于探索兼具经济性和高效的铱基催化剂,实现PEMWE大规模应用时面临的降本增效问题.本文介绍了 PEMWE制氢的基本原理、系统构成和相应功能,从金属型、氧化物型及负载型3个角度详细综述了铱基催化剂在PEMWE制氢阳极析氧反应中的应用现状,重点讨论形貌调控、结构设计和载体选择对催化性能的影响,并提出未来应致力于开发低铱载量且高活性和稳定性的催化剂.

    析氧反应质子交换膜水电解制绿氢技术铱基催化剂膜电极

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    双原子催化剂的合成及其在电解水制氢中的应用研究进展

    屈云腾史敬博
    42-57页
    查看更多>>摘要：电解水制氢是实现我国"双碳"目标的重要技术之一,其实际应用需要开发低成本、高活性和高稳定性的催化剂.近年来,双原子催化剂在电解水制氢领域受到了广泛的关注.本文在对前驱体预选法、热迁移法、双溶剂法、自组装和原子层沉积等几种常用的双原子催化剂合成方法进行综述的基础上,进一步总结了双原子催化剂在电解水制氢中的应用情况,指出双原子催化剂的应用仍停留在实验室阶段,尚未达到工业化标准,强调为实现其在HER领域的实际应用,应加强双原子催化剂合成方法的精确性、非贵金属双原子催化剂的合成以及双原子催化剂的反应机制等方面的研究.

    电解水制氢催化活性双原子催化剂

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    石墨炔制备方法及在光催化产氢中的应用综述

    靳治良刘振坤张永先
    58-74页
    查看更多>>摘要：石墨炔作为一种新型的二维碳同素异形体,因其具有独特的sp-sp2碳原子排列、线性炔键、均匀孔隙结构和高度共轭特性,在光催化产氢领域展现出巨大的应用潜力.本文系统地综述了石墨炔的制备方法并指出这些方法在实现石墨炔的可控生长和结构调控方面发挥的关键作用;详细阐述了石墨炔在光催化产氢中所具备的优点,如增强的光吸收能力、优化的光生电荷分离效率以及抑制光生电子-空穴对复合的能力等;探讨了石墨炔与其他半导体材料构建异质结在光催化产氢中的协同效应,发现这些异质结通过促进光生电子和空穴的有效分离,显著提高了光催化效率.文章指出:在石墨炔制备方面,高质量单层生长、异原子掺杂、新型表征技术等是未来研究的重点;在石墨炔在光催化产氢中的应用方面,优化石墨炔基异质结构进而提升光生电荷分离效率、将石墨炔与量子点和单原子催化剂结合开发更高效的复合光催化剂是未来的研究方向.

    石墨炔石墨炔的制备光催化分解水产氢光催化量子点

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    氢气传感器的研究及应用进展

    晏萌杨勇
    75-91页
    查看更多>>摘要：发展氢能产业对于构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系和实现"双碳"目标有着重要意义,但是氢气易燃易爆的特性带来了较大的安全隐患;因此,开发氢气即时高效检测技术具有重要意义.针对近年来氢气传感器及其技术的发展情况,本文探讨了电阻传感器、电化学传感器、催化传感器、光学传感器、机械传感器和声学传感器等氢气传感器的研究进展.围绕氢气传感器在灵敏度、选择性、响应时间和稳定性方面的问题,重点分析了贵金属钯、铂、过渡金属氧化物、还原氧化石墨烯等传感器材料的性能特点和氢气传感技术存在的挑战,指出未来的研究方向主要有氢敏材料结构纳米化设计、多功能传感微型化设计、低成本规模化的绿色制造、氢气传感器智能化设计等.

    氢气传感器氢敏材料灵敏度选择性响应时间

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    氧化亚铜光阴极稳定性提升策略研究进展

    蒋海英宋云东
    92-104页
    查看更多>>摘要：氧化亚铜(Cu2O)因其独特的能带结构、优异的光响应性能及经济成本,在光电化学(PEC)产氢领域备受关注,成为关键的光阴极材料,但其氧化还原电位位于能带结构内,易在水溶液中受光诱导发生双向腐蚀,影响其稳定性和性能.为此,研究者们致力于开发多种策略提高Cu2O的稳定性.本文系统综述了利用表面修饰、掺杂、晶面调控等改性手段,精准调控Cu2O表面性质、优化电子结构或引入异质元素,显著提升其抗光腐蚀能力,进而增强稳定性.这些改进不仅巩固了Cu2O基础性能,还直接促进了其产氢性能的优化,显示稳定性与产氢效率正相关.此外,本文还指出建立统一 Cu2O光阴极稳定性测试标准至关重要,可确保研究可重复性和可比性,有助于在模拟实际应用场景下测试,并为优化设计、改性策略及未来商业化应用提供可靠数据与参考.

    氧化亚铜光阴极改性产氢

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    二氧化碳加氢制甲醇研究进展

    王玉琪万寅涛张贵泉李俊菀...
    105-120页
    查看更多>>摘要：随着全球能源需求持续上升以及环境污染问题愈加严重,寻找清洁高效的二氧化碳利用途径已成为研究焦点.甲醇作为一种用途广泛的重要化工原料,同时也是一种有前景的新型清洁能源,通过催化加氢将二氧化碳转化为甲醇,不仅能够减少二氧化碳排放,还能有效实现碳资源的循环利用,对缓解能源短缺和环境问题具有重要意义.研发高活性、高选择性和高稳定性的二氧化碳加氢制甲醇催化剂一直是这一过程的关键技术.文章综述了二氧化碳加氢制甲醇的反应机制及催化剂的研究进展,总结了不同催化剂中活性位、载体和结构对催化性能的影响,指出需要在提高活性金属分散度、调控活性金属与载体的相互作用、活性位点H/C比等方面进一步研究,未来可在引入新型载体、优化制备工艺、低温合成甲醇等方面深入探索.

    二氧化碳加氢甲醇催化剂

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    面向副产氢的金属氢化物分离法净化氢技术的经济性分析

    吴震肖浩哲刘洪皓王劭璁...
    121-129页
    查看更多>>摘要：在当前"双碳"目标实施的重要阶段,氢能的重要性不断提升.在当前廉价工业副产氢存量大,市场对高纯氢气需求日益增大的背景下,基于工业副产氢纯化制取高纯氢气(氢气纯度大于99.999％)总体正处于中试示范阶段,而制氢成本是其在高纯氢制取市场形成竞争力的关键.文章建立金属氢化物分离法净化氢技术的平准化氢气制取成本(LCOHP)模型,对处理量为2000 Nm3/h规模的工业副产氢纯化制氢系统进行经济性分析,并对影响LCOHP值的主要因素进行讨论,结果表明,金属氢化物纯化制氢系统LCOHP值为1.013元/标方,其中工业副产氢原料气成本占比最高(78.45％).此外,系统氢气回收率、工业副产氢价格、储氢材料再生费用对LCOHP值影响显著.氢气回收率每上升5％,LCOHP值下降0.012～0.042元/标方,降幅1.18％～4.15％;工业副产氢价格每上升0.05元/标方,LCOHP值上升0.101元/标方,升幅9.97％;储氢材料再生费用每降低10％,LCOHP值下降0.033元/标方,降幅约为3.26％.

    金属氢化物纯化制氢平准化氢气制取成本模型经济性分析

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    Ni-CeO2纳米复合材料的制备及其催化肼硼烷产氢的性能分析

    卢章辉龙建军黄美玲姚淇露...
    130-140页
    查看更多>>摘要：开发高效的非贵金属催化剂用于肼硼烷(N2H4BH3,HB)制氢是实现其作为燃料电池氢源的关键.本文通过共沉淀法在活性中心Ni周围引入可以分散和稳定金属纳米粒子的CeO2,生成非贵金属催化剂Ni-CeO2,其通过调节金属和载体之间的相互作用,实现从肼硼烷中高效产氢.实验结果表明:共沉淀法制备得到的Ni-CeO2相较于传统浸渍法制备得到的Ni/CeO2-IMP有更优异的催化活性;Ni-CeO2在323 K碱性条件下对肼硼烷产氢的TOF值为31.6 h1,是Ni/CeO2-IMP的3.2倍;Ni-CeO2优异的催化活性归因于其更强的金属-载体相互作用(MSI),催化剂中存在更多的氧缺陷和碱性位点.通过本方法制备得到的Ni-MOx(M=Ce、La、Nd、Y、Mg、Zr和Al)可以很好地提升Ni对于肼硼烷产氢的活性以及氢气选择性,表明这种催化剂的合成策略具有普适性,有利于其在燃料电池中的实际应用.

    肼硼烷产氢镍催化二氧化铈

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    生命周期视角下氢的制取及其在化工领域的应用

    杨福胜王梓龙
    141-154页
    查看更多>>摘要：面对全球能源危机和气候变化,氢能作为一种清洁、高效的能源,对于推动能源结构的低碳转型具有重要意义.文章从原料获取、运输到氢气生产的生命周期评估(LCA)的视角,围绕全球变暖潜力(GWP)和能耗,分析了化石能源制氢、生物质转化制氢、水解制氢等多种氢气生产技术,旨在为制定氢能发展的环境管理政策提供科学依据,促进化工行业的绿色生产转型.评价结果表明:利用风能、太阳能等可再生能源电解水制氢,具有更低的碳足迹和能耗,是实现可持续能源发展的关键;碳捕集与储存技术与工业副产氢的回收成为当下向绿色氢能转型的过渡方案;基于现有的制氢技术,耦合煤化工与风能、太阳能等可再生能源电解水制氢为进一步实现工业脱碳提供了可能.文章还探讨了氢气在化工领域的应用潜力及工业副产氢气大规模推广的重要意义,展望了氢能在未来化工生产中的发展趋势.

    氢气生产生命周期评价化工领域制氢技术

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