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本发明公开了一种硼氮共掺杂的碳气凝胶催化剂及其合成方法和应用，所述催化剂的制备方法是：以间苯二酚和甲醛为反应原料，以水为溶剂、离子液体为硼氮原子的来源，将间苯二酚和甲醛加入水中溶解后置于微波辐射环境下反应，反应结束后烘干，于氮气气氛下焙烧制得碳气凝胶，随后加入离子液体，超声浸渍后离心，最后在真空环境煅烧，即制得硼氮共掺杂碳气凝胶BN‑CXGs。本发明通过引入不同杂原子来改性碳气凝胶的电子结构和孔隙率，通过控制碳气凝胶掺杂不同类型的离子液体前驱体，BN‑CXGs催化剂用于电催化合成双氧水具有很好的催化选择性和活性，本发明制备的催化剂呈现纳米球状，具有较高的孔隙率和电催化性能，在催化制备双氧水的反应中具有良好的应用前景。

本发明公开了一种用于质子交换膜电解水制氢装置的催化剂及其制备方法和应用，催化剂以锰钌金属氧化物纳米颗粒负载于碳布上生长的氮掺杂碳纳米管的导电网络上，锰与钌的物质的量之比为5～9:1～5；优点在于氮掺杂碳纳米管具有优良的导电性能，精细网状结构利于活性物质更多附着，还具有高比表面积及稳定的三维结构，为后续水热生长锰钌金属氧化物提供良好的前驱体，避免了纳米颗粒的团聚，PECVD使锰钌金属氧化物纳米颗粒更加分散均匀，进一步提高其比表面积暴露更多的活性位点，提高催化活性；且相互作用具有更大的传导电子性能，锰钌金属氧化物基本骨架也能为电解水传质提供条件，从而作为电极催化剂为电子转移提供了更大的通道。

本发明公开TiO2‑MXene/IL修饰电极及其在电催化N2转化为NH3中的应用。将TiO2‑MXene溶于离子液体IL中，超声60min，使其充分混合，得TiO2‑MXene/IL复合材料；取TiO2‑MXene/IL复合材料，涂覆在疏水性碳布表面，在室温下放置10min，使材料充分和疏水性碳布表面结合，制得TiO2‑MXene/IL修饰电极。本发明TiO2‑MXene/IL修饰电极制备简单，并且对电催化氮还原显示出卓越活性，有较高的产氨速率和法拉第速率。

本发明涉及电催化分解技术领域，具体涉及一种SxCoOOH电催化剂、制备方法及其应用，建立了一种氧化还原平衡体系，这种平衡体系的组份包括H2O，Na2S和抗坏血酸，在一定温度下可以有效的调控CoOOH的微观形貌结构和电子结构。调控之后的产物SxCoOOH具有带凹槽的片状结构，凹槽有的是方形，有的是椭圆形，深浅不一，形成一个多层次结构。这个平衡体系中的Na2S具有还原性，可以有效的调节CoOOH的电子结构，在调节之后的产物SxCoOOH中，硫是以氧化态形式存在，钴的价态主要是+2价，同时也有少量其他氧化形态的钴存在,SxCoOOH的OER性能与CoOOH相比大幅度提高。