基于科教融合的综合化学实验教学设计:银纳米材料的制备及催化性能
王海媛, 唐易名, 郭浩, 陈国辉, 孙雅静, 赵超, 张振
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404067
开展了研究型综合化学实验教学,将基础教学与科研训练有机结合,以和谐共进的方式加强人才培养效果,有助于推进教育教学改革进程。本实验利用简单的无机化学反应制备银纳米粒子,通过添加不同溴/银比例可调控银纳米胶体溶液颜色,将表面等离子体共振特性引入实验教学,提高了实验的趣味性。实验利用经典的对硝基苯酚催化反应模型验证银纳米粒子的化学活性,结果表明银纳米粒子催化效果良好,可近似为一级反应动力学过程。利用实验室常见的玻璃仪器搭建简易污染物降解反应器,使用自制载银滤纸实现了10次以上的循环降解,降解率可达90%。
关键词: 科教融合, 银纳米粒子, 表面等离子体特性, 环境保护, 以学生为中心
泡沫镍负载Co9S8/Ni3S2异质结电催化解耦尿素溶液制氢
郭浩, 韦童, 申晴晴, 洪安琪, 邓泽婷, 方政, 史吉超, 李仁宏
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240085
采用一步水热法合成泡沫镍(NF)自支撑的Co9S8/Ni3S2@NF杂化纳米棒阵列,其可以作为尿素氧化反应(UOR)和析氢反应(HER)的双功能催化剂。物相分析、形貌表征和电化学测试结果表明Co9S8/Ni3S2@NF异质结杂化纳米棒阵列通过Co9S8与Ni3S2之间的耦合异质界面促进了电子转移,提高了电荷转移速率。同时,该催化剂的粗糙表面使其展示出优异的超亲水性和超疏气性,有利于气体输送以及电解液扩散。在UOR和HER中,该催化剂分别在120和103 mV的低过电位下就能达到100和10mA·cm-2的电流密度。此外,利用合成的Co9S8/Ni3S2@NF电极同时作为阴极和阳极,当电流密度达到100 mA·cm-2时双电极电解池的运行仅需要1.57 V的低电压,并且在20 mA·cm-2电流密度下稳定运行27 h,无明显活性衰减。
关键词: 镍基硫化物, 尿素氧化反应, 电解水, 双功能催化剂, 纳米棒

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