Fe-NC氧还原电催化剂的设计制备及性能研究

铁基金属有机框架材料的制备及其催化性能研究随着环保政策的不断强化，石油储备的日益枯竭，替代能源和清洁能源的需要越来越迫切。

其中，生物质能源是一种可再生、清洁、低成本的替代能源。

然而，生物质能源的利用效率限制了其在实际中的应用。

因此，研究高效催化剂成为了生物质能源转化和利用的关键之一。

铁基金属有机框架材料（Fe-MOFs）是近年来备受关注的催化剂材料。

Fe-MOFs具有良好的催化稳定性、多孔性、高度可调性等优良性质。

同时，Fe-MOFs 还具有丰富的活性位点，具备各种催化反应的应用潜力。

Fe-MOFs的制备方法多种多样，目前主要分为静态（如水热法和溶剂热法）和动态（如机械法和超声法）两类方法。

静态法制备的Fe-MOFs不会造成太大的机械损伤，利于保持结构稳定性，但反应时间较长。

动态法制备Fe-MOFs时，由于机械刺激强烈，容易破坏晶体结构，但反应时间较短，具备快速制备Fe-MOFs的优势。

在Fe-MOFs的催化性能研究方面，其催化剂的选择对反应的性能有着至关重要的影响。

自然界中铁是丰富的、低廉的资源之一，其物化性质也十分适宜作为催化剂基础元素。

铁离子可以作为Lewis酸和Brønsted酸参与反应，并且还可以与氧气、氢气等气体发生氧化还原反应等。

因此，铁离子具备了催化多种反应的潜力。

在Fe-MOFs的催化性能研究中，通过不同的载体、孔道大小和反应物的匹配，可以实现Fe-MOFs催化裂解生物质等反应的高效转化。

总的来说，铁基金属有机框架材料具备很高的应用和研究价值。

在今后生物质能源转换和应用过程中，Fe-MOFs有望发挥重要的作用。

值得注意的是，随着人工智能技术的飞速发展，模型计算在材料研究中扮演着越来越重要的角色。

因此，未来铁基金属有机框架材料在催化性能研究中的应用，不仅局限于实验研究，理论计算的方法和技术也将得到广泛应用。

综上，Fe-MOFs的制备和催化性能研究，也将为解决生物质能源转化及利用领域的问题，提供前所未有的机会。

第49卷第22期2021年11月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.22Nov.2021NiFe-MOF衍生的Fe掺杂Ni基硒化物作为高效的析氧催化剂*王天河，黄亭亭，秦子菁，任威威，蒋庆，唐文强，谢华明，雷英(四川轻化工大学化学工程学院，四川自贡643000)摘要：发展高效、耐用的析氧反应(OER)电催化剂是大规模电解水的关键。

本文以多孔网络结构的NiFe双金属有机骨架(MOFs)为前驱体，通过水热硒化过程，定向转化成纳米团簇结构的NiFe硒化物。

其中，Ni0.67Fe0.33Se在1.0M KOH电解质中显示极低的过电位(297mV)和较小的Tafel斜率(55.0mV/dec),12h测试过程中保持了良好的稳定性。

关键词：析氧反应；金属有机骨架；NiFe硒化物；水热法.中图分类号：0657.3文献标志码：A文章编号：1001-9677(2021)022-0030-04 NiFe-MOF Derived Fe-doped Ni-based Selenides for EfficientOxygen Evolution Catalysts*WANG Tian-he,HUANG Ting-ting,QIN Zi-jing,REN Wei-wei,JIANG Qing,TANG Wen-qiang,XIE Hua-ming,LEI Ying(College of Chemical Engineering,Sichuan University of Science&Engineering,Sichuan Zigong643000,China) Abstract:The development of high efficient and durable electrocatalyst for oxygen evolution reaction(OER)is the key technology for large-scale industrial water splitting.NiFe bimetallic organic frameworks(MOFs)with porous network structure were used as precursors to be directionally transformed into NiFe selenides with nanocluster structure via hydrothermal selenization process.Among them,Ni067Fe033Se exhibited very low overpotential(297mV)and small Tafel slope(55.0mV/dec)in1.0M KOH electrolyte,and maintained good stability during overall12h test.Key words：oxygen evolution reaction；metal organic framework；NiFe selenide;hydrothermal method随着绿色、可持续和可再生能源氢能源越来越受到关注，产氢、储氢以及氢能转化技术等成为研究热点电化学水裂解是一种极有前途的清洁产氢方法，然而析氢过程伴随着的动力学缓慢的析氧反应(OER)却限制了水裂解过程⑵。

Ni－Fe LDH的电沉积制备及其电催化氧析出性能徐梦莹;孟玲袆;王雅静;刘洪涛【摘要】氧析出反应（ OER）是阳极电解水的关键步骤。

提出了一种简单可控的一步电沉积制备Ni－Fe LDH的方法，并成功用于电催化OER反应。

结果表明，在－1�1 V条件下，采用1∶1镍铁摩尔比，沉积液总浓度为0�12 M时沉积300 s所得Ni－Fe LDH薄膜催化剂具有高的OER催化活性（在10 mA／cm2电流密度下的过电位为220 mV）、快的反应动力学（塔菲尔斜率为44�9 mV／dec）和优良的催化稳定性（持续极化10 h仅衰减2�5％）。

%Oxygen evolution reaction ( OER) is the key step for water splitting at anode. The paper presents a simple and controllable method for one-step synthesis of nickel-iron layered double hydroxide ( Ni-Fe LDH ) as a potential OER electrocatalyst. It is found that the Ni-Fe LDH deposited under the optimal conditions ( deposition time: 300 s; deposition potential: -1.1V;Ni2++Fe3+total concentration:0.12 M;Ni/Fe ratio:1∶1) demonstrateshigh catalytic activity ( overpotential 220 mV at 10 mA/cm) , fast reaction dynamics ( Tafel slope 44.9 mV/dec) , and excellent stability ( retaining 97.5% after 10 h) toward OER reaction.【期刊名称】《龙岩学院学报》【年(卷),期】2016(034)005【总页数】5页(P24-28)【关键词】电沉积;层状双金属氢氧化物;电催化;氧析出反应【作者】徐梦莹;孟玲袆;王雅静;刘洪涛【作者单位】中南大学湖南长沙 410083;中南大学湖南长沙 410083;中南大学湖南长沙 410083;中南大学湖南长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】O646随着传统化石燃料的大量消耗，能源紧缺的问题愈发突出，寻找可替代的清洁能源成为科学家们研究的热点课题之一［1］。

多晶型MnO_(2)-Ru复合催化剂的制备及其电催化水解析氧性能的研究李佳;袁仲纯;姚梦琴;刘飞;马俊【期刊名称】《人工晶体学报》【年(卷),期】2024(53)2【摘要】在二氧化锰(MnO_(2))中引入杂原子是调整电化学水氧化催化活性位点的有效方法。

在电催化析氧反应(OER)中,虽然已经研究出了许多MnO_(2)的改性方法,但很少有研究以MnO_(2)为主体,讨论MnO_(2)晶型对催化活性的影响。

基于此,本文制备了4种晶型的MnO_(2)(α-MnO_(2)、β-MnO_(2)、γ-MnO_(2)和δ-MnO_(2)),并系统地研究了Ru加入MnO_(2)制备得到的催化剂(x-MnO_(2)-Ru)的OER性能。

线性扫描伏安法和计时电位法测试结果表明,β-MnO_(2)在Ru加入后得到的催化剂(β-MnO_(2)-Ru)电化学性能最佳,在电流密度为10 mA·cm^(-2)时拥有300 mV的较低过电位,而且运行24 h后仍保持较好的催化活性。

结合表征发现,β-MnO_(2)-Ru具有较多的Mn^(3+)和缺陷氧空位,从而具有优异的电催化性能。

【总页数】8页(P336-343)【作者】李佳;袁仲纯;姚梦琴;刘飞;马俊【作者单位】贵州大学化学与化工学院【正文语种】中文【中图分类】TQ032.4【相关文献】1.炭载Ru-Fe催化剂对直接甲酸燃料电池中氧还原的电催化性能研究2.过渡金属掺杂Ru-Se簇合物电催化剂氧还原性能的对比研究3.ZIF-8/C60复合物衍生电催化剂的制备及其水氧化性能4.核壳结构Ru@PtRu纳米花电催化剂的制备及碱性氢析出反应性能研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Study on the Preparation and Electrochemical Properties of Iron Oxide/Manganese Oxide
Composite Anode Materials
作者： 刁贵强;郭娴梓;封科军;解芳;陈晓宇;廖文华;邓妍芝
作者机构： 惠州学院化学与材料工程学院,广东惠州516007
出版物刊名： 惠州学院学报
页码： 9-14页
年卷期： 2018年 第3期
主题词： 氧化铁;氧化锰;复合负极材料;电化学性能
摘要：论文主要以硫酸亚铁铵、氢氧化钠、油酸和高锰酸钾为原料,采用氧化还原沉淀法结合高温焙烧的方式合成了不同结构的氧化铁/氧化锰纳米复合材料.采用X射线衍射（XRD）、红外光谱测试（IR）和热重分析（TG）对该材料的结构进行表征,并对其电化学性能进行了测试.结果表明,在不同焙烧温度下,可实现不同结构的氧化铁/氧化锰纳米复合材料（如α-Fe2O3和α-MnO2的混合物、（Mn（0.37）Fe（0.63））2O3复合物和铁/锰氧化物固溶体等）的可控合成.其中,（Mn（0.37）Fe（0.63））2O3复合负极材料的倍率性能优于其它复合材料,且在充放电过程中显示出了较好的循环稳定性.。

氧化铁催化剂氧化铁是一种重要的催化剂，它在化学反应中发挥着重要的作用。

氧化铁是一种红色的化合物，它是由铁和氧组成的化合物。

氧化铁是一种广泛应用的催化剂，它在化学反应、工业生产及环境治理等方面有着重要的应用。

一、氧化铁催化剂的种类氧化铁催化剂包括Fe2O3、Fe3O4、FeOOH等不同种类的化合物，其催化性能也不同。

Fe2O3催化剂的强氧化能力，在氧化反应中有着优异的性能。

而Fe3O4催化剂具有催化选择性能力。

不同种类的催化剂展现出不同的性能，因此在使用时需要根据具体条件进行选择。

二、氧化铁催化剂的制备氧化铁催化剂的制备主要有以下三种方法：物理法，化学法和生物法。

1、物理法制备：物理法催化剂的制备较为简单，通常是通过烧结、还原等物理过程来制备。

常见的物理法制备方法有热分解法、溶胶-凝胶法等。

2、化学法制备：化学法催化剂的制备通过化学反应过程来制备，制备过程会添加某种化学试剂，从而得到所需的氧化铁催化剂。

这种方法制备的催化剂具有更高的纯度和更好的催化效果。

3、生物法制备：生物法制备是通过微生物代谢过程来制备氧化铁催化剂。

这种方法可能会导致催化剂的制备时间较长，但催化剂的质量会更加稳定和优异。

三、氧化铁催化剂的应用氧化铁催化剂在多种化学反应和工业生产中有很广泛的应用。

常见的氧化铁催化剂如下：1、环境治理：在水处理、废气处理等环境治理方面中，氧化铁催化剂可作为催化剂、吸附剂和氧化剂等多种形式存在。

例如，在催化氧化有机污染物方面，氧化铁催化剂具有优异的性能，能够降解许多有毒有害物质。

2、汽车尾气处理：在汽车尾气处理中，氧化铁催化剂作为催化剂，是低温催化氧化CO、HC等有毒有害气体的重要运用。

它能有效地净化废气，降低有害物质的排放量。

3、有机合成：在有机合成方面，氧化铁催化剂可以催化碳氢化合物氧化反应。

例如，氧化铁催化剂可以催化苯甲酸和苯组成钯的气体相反应，生成对苯二甲酸。

4、冶金化学：在冶金化学中，氧化铁催化剂作为一种强氧化剂，能够在冶炼过程中向金属熔体中加入一定量的氧气，从而提高冶炼效率。

Academic Forum470《华东科技》铁基费托催化剂研究进展江永军，蒙延斐（国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤炭化学工业技术研究院，宁夏 银川 750411） 摘要：费托合成反应是将煤炭、天然气等含碳资源转化成液体碳氢化合物的技术，高性能催化剂的研究开发能显著影响催化剂的结构，从而达到抑制CH4、CO2等副产物的生成，提高高碳烃类的含量的目的。

本文回顾了Fe基费托合成催化剂的组成特点及应用状况，展望了通过费托合成直接制取低碳烯烃的应用前景。

关键词：费托合成；铁基费托催化剂1 费托工艺技术费托（Ficher-Tropsch）合成是指合成气（CO和H2）在催化剂的作用下生成不同碳链长度烃类混合物和含氧化合物的工艺技术。

T合成反应是一个强放热反应[1]，其产物包括各种烷烃、烯烃和含氧化合物，分子链长可达C100[2]。

产物经过分离后，根据碳数的多少可分为以下几类[3]：C1主要的是 CH4；C2-C4主要是乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等；C5-C12 主要以汽油馏分为主；C13-C30 类主要以重柴油馏分为主，C20-C30主要以石蜡和重油为主；C30以上主要以固体蜡为主[4]。

近年来，随着国际原油价格的持续低迷，对以生产燃料油品为目的的费托合成技术受到严重冲击。

为了提高费托技术的经济性，生产高附加值的精细化学品将是费托合成未来发展的方向。

本文分析总结了费托合成反应的机理及费托铁基催化剂的分类体系、组成特点，阐述了合成气直接制取低碳烯烃技术。

2 费托合成反应机理在费托合成反应过程中[5]，铁基催化剂上主要发生以下化学反应：nCO+（2n+1）H2→C n H2n+2+nH2O （1）nCO+2nH2→C n H2n+nH2O （2）nCO+2nH2→C n H2n+2O+（n-1）H2O （3）CO+H2O→CO2+H2 （4）CO+3H2→CH4+H2O （5）2CO+2H2→CH4+CO2 （6）2CO→C+CO2 （7）Fe x O y+yH2→xFe+yH2O （8）Fe x O y+yCO→yCO2+xFe （9）xFe+yC→Fe x C y （10）在上述反应式中可以看出，费托反应的主要产物为直链烷烃和α-烯烃。

《无定形FeNi-MOF材料的可控合成及其析氧性能研究》一、引言近年来，随着材料科学和纳米科技的快速发展，金属有机框架（MOF）材料因具有多孔性、高比表面积、结构多样性以及可调的化学性质，已引起了广大科研人员的关注。

特别地，FeNi-MOF作为一种新兴的MOF材料，因其良好的电化学性能和催化活性，在能源转换和存储领域有着广泛的应用前景。

本文旨在研究无定形FeNi-MOF材料的可控合成方法，并探讨其析氧性能。

二、无定形FeNi-MOF材料的可控合成2.1 合成方法无定形FeNi-MOF材料的合成主要采用溶剂热法。

该方法通过调节溶剂、温度、浓度和反应时间等参数，实现对材料结构和形貌的有效控制。

具体步骤包括：将Fe源、Ni源和有机连接体溶解在适当的溶剂中，然后在一定的温度下进行溶剂热反应，得到无定形FeNi-MOF材料。

2.2 合成条件优化通过调整反应物浓度、溶剂种类、反应温度和时间等参数，我们可以实现对无定形FeNi-MOF材料结构和形貌的控制。

优化后的合成条件能够在保证材料性能的同时，提高材料的产率。

三、无定形FeNi-MOF材料的析氧性能研究3.1 材料表征利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对合成的无定形FeNi-MOF材料进行表征。

结果表明，我们成功合成了具有特定结构和形貌的无定形FeNi-MOF材料。

3.2 析氧性能测试通过电化学工作站对无定形FeNi-MOF材料的析氧性能进行测试。

在三电极体系中，以合成的FeNi-MOF材料作为工作电极，进行线性扫描伏安法（LSV）测试。

结果表明，无定形FeNi-MOF材料具有良好的析氧反应（OER）催化活性，且起始电位较低。

3.3 性能分析结合材料表征和电化学测试结果，分析无定形FeNi-MOF材料具有良好析氧性能的原因。

我们认为，其高比表面积、多孔结构和良好的电子传输性能是导致其具有优异OER性能的关键因素。