不同pH值对直接乙醇燃料电池Pt-SnO2/C 电催化性能的影响

采用水热法制备了高分散Pt-SnO2/C电催化剂,对制备工艺进行了最佳优化,考察了不同反应溶液pH值对电催化剂活性的影响。采用XRD、SEM、TEM、比表面积、粒度分析等手段对催化剂进行了结构表征。制备的Pt-SnO2纳米复合颗粒高度分散在活性炭载体表面,其平均粒径约4.5nm。通过循环伏安、计时电流、交流阻抗等技术测试了电极在乙醇体系中的电催化活性。结果表明,随着反应溶液pH值的增加,制备的Pt-SnO2/C催化剂可使乙醇的氧化发生在较低电位。在pH值为9、铂锡原子比为3∶1时,制备的Pt-SnO2/C复合催化剂,可以得到较高的乙醇氧化电催化活性和电化学长期稳定性,氧化峰电流密度高达104.54mA·cm-2。     

(Co,N)/C氧电极催化剂的制备和性能

以C点、NH_3·H_2O和Co(Ac)2·6H_2O为原料,用溶剂热方法制备了(Co,N)/C纳米催化剂。结果表明,催化剂多元掺杂比无掺杂或单一掺杂具有更好的氧还原催化活性,其氧还原起峰电位为-0.08 V,峰电位为-0.165 V,接近Pt-C(20%Pt)催化的起峰电位(-0.068 V);在该过程中氧还原转移电子数为3.59,接近一级反应动力学(转移电子数=4),中间产物H_2O_2的含量约25%。甲醇对(Co,N)/C催化剂催化能力的影响较小,循环催化10 h后其催化性能只下降8.8%,明显优于Pt-C在甲醇中的催化稳定性(下降37.9%)。N-(C)_2,C-N-C以及Co-C键都是催化剂的主要活性单元,纳米Co_3O_4颗粒可协同提高催化剂的催化能力。     

钯纳米线的制备及其在乙醇燃料电池中的应用

以阳极氧化铝为模板制备了具有高度有序微观结构的金属钯的纳米线,SEM分析表明,钯纳米线直径为50nm,且直立于电极表面,循环伏安扫描表明,在碱性环境中,钯纳米线对乙醇电氧化具有很高的催化活性,起峰点位在-0.58V,峰电流密度达到89.6mA/cm^2,正扫时的峰很尖锐,说明随着电压的升高,电极表面的乙醇被迅速消耗,因而钯纳米线对乙醇催化有很高的活性。     

Mo掺杂对Pt/C催化剂乙醇氧化催化性能的影响

直接乙醇燃料电池(DEFC)由于其高能量密度、绿色无污染等优势受到广泛关注, 寻找和开发具有高乙醇氧化催化活性和抗CO中毒能力的阳极催化剂对DEFC的未来发展和商业应用具有重要意义。本研究采用微波法合成了一系列Mo掺杂的Pt/C催化剂, 并通过循环伏安法、交流阻抗法、计时电流法等电化学技术考察了Mo的掺杂量对Pt/C催化剂乙醇氧化催化活性和稳定性的影响。结果表明: Pt₂Mo/C催化剂在乙醇氧化催化过程中表现出与Pt/C相当的起始电位、最大的峰电流密度和最慢的衰减速度, 说明该催化剂具有最高的乙醇氧化催化活性和最稳定的工作性能。     

Pd-X/SnO_2复合催化剂催化乙醇电氧化性能研究

采用溶剂热法制备了SnO_2纳米棒,以其为载体,采用溶剂热还原法制备Pd-X/SnO_2复合催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱仪(EDS)对复合催化剂进行表征,采用循环伏安法考察了Pd/SnO_2掺杂非贵金属Co、Zn、Fe和Sb复合催化剂对乙醇氧化电催化性能的影响。结果表明:SnO_2纳米棒呈针尖状,大小均匀,长度为600nm,平均直径约为100nm,Pd粒子高度分散在SnO_2纳米棒表面;在1mol/L KOH+1mol/L C_2H_5OH溶液中,制得的Pd-X(Co、Zn、Fe、Sb)复合催化剂对乙醇氧化均具有较好的催化活性,其中Pd-Zn/SnO_2催化剂表现了最佳的催化性能;当E=-0.2V时,Pd-Zn/SnO_2催化乙醇氧化的峰电流密度可达为30.7mA/cm~2。     

Pd基阳极催化剂的制备及其性能研究

利用不同的分步还原法制备Pd基阳极催化剂,以二氧化铈为修饰剂,硼氢化钠为还原剂,成功制备出Pdcore-Nishell/C、Nicore-Pdshell/C两种不同结构碱性燃料电池阳极催化剂。通过物理表征和电化学性能测试,发现Nicore-Pdshell/C催化剂中Pd负载量较高,分散均匀,颗粒较小,在碱性环境下表现出更好的乙醇催化氧化活性和稳定性,在扫描速度为100mV/s的条件下,最高电流密度达到160mA·cm-2,在-0.5V条件下,电流密度的稳定性均优于Pdcore-Nishell/C催化剂。     

超声场制备纳米镍粉的电化学性能研究

研究了乙二醇体系中,在超声场条件下,制备得到的纳米镍粉的性能.采用XRD进行了成分分析,SEM、TEM进行了微观形貌表征,对镍粉压制而成的电极进行了循环伏安测试.结果表明:与不加超声场条件相比,有超声场时制备得到的镍粉颗粒直径更小,颗粒分散度更好.超声场条件下制备的镍粉压制而成的电极在含有乙醇的1mol/L KOH溶液中进行循环伏安测试,与没有乙醇时相比,镍粉电极的氧化峰值电流密度增大,还原峰值电流密度相应地减小,表明对于乙醇的氧化还原反应来说超声场条件下制备的镍粉是一种有效的催化剂.同时与高纯镍块电极相比,在对乙醇的氧化方面纳米镍粉电极表现更高的电化学活性.     

钯纳米颗粒的制备及对乙醇氧化的电活性

以酸化处理后的多壁碳纳米管(MWCNT)为载体,采用水热法,用甲醛还原Pd2+-EDTA络合物,制得MWCNT负载的纳米钯催化剂(Pd-EDTA/MWCNT)。扫描电镜(SEM)显示,纳米钯颗粒在MWCNT载体上有较好的分散度。利用循环伏安(CV)、线性扫描(LSV)和计时电流法(CA)法,研究了碱性溶液中Pd-EDTA/MWCNT催化剂对乙醇氧化的电活性。结果表明,与采用碳粉(Vulcan XC-72)为载体的催化剂相比,Pd-EDTA/MWCNT催化剂对乙醇的电化学氧化具有较高的阳极氧化峰电流和较好的稳定性。     

制备温度对改性二氧化铅电极材料析氧电催化性能的影响研究

通过直流阳极氧化复合电沉积法制备一种新型锌电积用β-PbO_2-MnO_2-WC-CeO_2节能催化阳极材料,采用循环伏安法(CV)和交流阻抗(EIS)研究制备温度对阳极材料析氧电催化活性的影响。循环伏安测试结果表明,温度为65℃时制备的阳极材料具有较小的阳极峰电位(Ep=1.705V)和较大的阳极伏安电荷(q*=3.367×10~(-2)C),析氧电催化活性点最多,具有较好的电催化活性。交流阻抗测试结果进一步证实65℃时制备的阳极材料在电解锌溶液中具有更小的容抗弧,表明该电极材料在工业电解锌溶液中发生析氧反应需要克服的能垒小,电极反应速率较快,电催化活性较高。     

叶酸在聚苯胺修饰铂电极上的电催化氧化行为

采用电化学聚合法制备了聚苯胺修饰的铂电极(PAN/Pt),并用循环伏安法(CV)研究了该电极对叶酸(FA)的电催化氧化性能。结果显示:FA在裸铂电极上的直接电化学氧化十分迟缓,无氧化峰出现,而在PAN/Pt修饰电极上0.561V处出现氧化峰,表明此电极对FA有很良好的电催化作用。另外,氧化峰电流与叶酸浓度在1×10-12 mol/L~1×10-6 mol/L范围内呈线性关系,检测限为1×10-11 mol/L。利用该电极测定市售叶酸片中的叶酸,获得令人满意的结果。