三种酚在碳纳米管修饰电极上的电催化氧化

采用酸氧化方法预处理多壁碳纳米管(MWCNT)并制得MWCNT修饰玻碳电极(MWCNT/GCE)。并用伏安法分析了电极表面MWCNT在B-R缓冲溶液中的电化学行为,在此基础上着重研究了苯酚、邻苯二酚和对苯二酚在MWCNT/GCE上的电催化氧化。结果表明,MWCNT对这3种酚类物质具有催化作用,使其氧化峰电位负移,氧化电流增加。修饰MWCNT后电极有效面积的增加降低了电流密度,也有助于过电位的降低。对它们的检测条件进行了优化。这些酚类物质的检测限均低于在普通玻碳电极上的检测限,表明使用MWCNT/GCE可以提高此类物质的检测灵敏度。     

基于铂/碳纳米管修饰电极的甲醛传感器

在碳纳米管(CNTs)修饰的玻碳电极(GCE)上采用电化学沉积法制备了铂微粒/碳纳米管修饰电极(Pt/ CNTs/GCE),并以该修饰电极作为甲醛的电化学传感器,用循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)研究了甲醛在该电极上的电化学行为,优化了实验条件,在此基础上建立了一种测定甲醛的伏安分析方法.实验表明:在0.01 mol/L硫酸溶液中,富集电位为-0.1 V且富集时间为3 min时,甲醛的氧化峰电流与其浓度在8.0μmol/L～1.0 mmol/L呈良好的线性关系(r=0.996),检测限为3.0μmol/L(信噪比为3:1).所提出的测定甲醛的方法具有较高的灵敏度和较好的重现性。     

Pt/石墨烯燃料电池催化剂的制备、表征及性能

采用冷冻干燥-蒸汽还原法成功合成了负载Pt纳米粒子的石墨烯燃料电池催化剂。用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对Pt/石墨烯催化剂的表面形貌及物相组成进行了表征分析。用循环伏安法(CV)研究了Pt/石墨烯催化剂对酸性条件下甲醇的电催化氧化活性。结果表明,通过冷冻干燥后水合肼蒸汽还原的Pt/石墨烯催化剂样品,Pt颗粒粒径在20～40nm,均匀负载于石墨烯的片层结构上。当Pt负载量为10%时,催化活性最高。     

溶胶法制备一种高效稳定Pt/GC催化剂及其电化学性能表征

采用溶胶法制备了一种石墨化碳负载贵金属Pt的燃料电池氧还原催化剂(Pt/GC),并通过XRD、TEM、Raman和XPS等分析测试技术对其结构和组成进行了表征。测试结果表明这种新型催化剂中Pt颗粒粒径大约为2～3 nm且分散均匀。同时,通过线性扫描伏安法(LSV)和循环伏安法(CV)评价了这种催化剂的催化性能,加速耐久性实验(AAT)评价了其电化学稳定性和环境耐受性。电化学测试结果表明以石墨化碳为碳载体的催化剂在较低的铂载量下也能保持较高的催化活性和稳定性:经过1 000圈电化学循环伏安加速老化实验后,Pt/GC催化剂的半波电势仅降低了10 mV,而商业Pt/C催化剂的半波电势降低了47 mV。     

PtRu/C 纳米催化剂对乙醇的电氧化性能

以商用炭黑V ulcan XC-72R 为载体, 硼氢化钠为还原剂, 采用浸渍法制备了PtRu/C 催化剂, 采用XRD , TEM 及H RTEM 等手段对催化剂的晶体结构和粒径大小进行了表征.结果表明:采用 浸渍法制备的PtRu/C 催化剂和Pt/C 催化剂均表现为Pt 的fcc 晶体结构;PtRu/C 催化剂中的金 属颗粒粒径小于Pt/C 催化剂, 其平均粒径约为4 .3 nm , 因而具有更大的反应表面积.用循环伏安, 恒电位极化及CO 溶出伏安法考察了上述两种催化剂对乙醇氧化的电催化性能.结果表明:相对于 Pt/C 催化剂而言, PtRu/C 催化剂具有更强的抗CO 中毒能力, 对乙醇的氧化具有更高、更稳定的 电催化性能, 乙醇在PtRu/C 催化剂电极上正向氧化反应的表观活化能为17 .66 kJ/mo l .     

用于PEMFC的Pt/C阳极催化剂制备与性能研究

为了提高PEMFC的阳极催化剂活性,降低Pt载量,分别采用甲醛、甲酸钠、连二亚硫酸钠、水合肼4种还原剂通过化学还原沉积法制备Pt/C催化剂;向溶液中加入某种羧酸盐(RCOOM)作为吸附剂,制备Pt/C催化剂;利用粉末微电极的循环伏安研究和恒电位极化研究考核了上述催化剂对H_2阳极氧化的催化活性的影响;通过XRD和TEM技术对催化剂的结构及微观形貌进行了分析。结果表明,甲醛作为还原剂得到的铂催化剂在碳载体上分布均匀,粒径较小,催化性能最好;加入适量吸附剂则使Pt颗粒的平均粒径减小到3.4nm,催化剂性能有明显改善。     

碱性介质中甲醇在PdNi/MWCNT上的电化学氧化

采用乙二醇还原方法制备直接甲醇燃料电池阳极PdNi/MWCNT催化剂.通过循环伏安、线性扫描、计时电流及电化学阻抗谱等测试,研究PdNi/MWCNT在碱性介质中对甲醇电氧化反应的催化性能.结果表明,与Pd/MWCNT相比,PdNi/MWCNT具有较高的甲醇氧化活性,Ni的引入加速了中间物种的氧化,使甲醇氧化反应在较低电位发生;PdNi/MWCNT显示出较低的活性衰减速率,表明其具有良好的抗中毒能力.     

电催化剂及其对甲酸氧化的电催化性能

采用氨水调节的微波多元醇法合成了Pd/C和Pd2Pt/C催化剂,并使用透射电镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)对催化剂的微观结构和形貌进行了表征.结果显示,在微波合成的电催化剂中Pd和Pd2Pt纳米粒子具有均匀的粒径,并高度分散在XC-72纳米碳载体上,Pd和Pd2Pt纳米粒子的平均粒径分别为54 和49 nm. 电化学测试结果显示,甲酸在Pd/C催化剂上氧化的起始电位和峰电位大大低于Pt/C催化剂,这是由于甲酸在Pd/C和Pt/C催化剂上不同的氧化途径引起的.结果还显示,甲酸在Pd2Pt/C催化剂和Pd/C催化剂上氧化的起始电位相同,而且在024和080 V有两个分别对应于甲酸在Pd和Pt催化剂的氧化, 说明微波合成的Pd/C和Pd2Pt/C催化剂对甲酸的氧化具有良好的电催化性能.     

超支化铂纳米晶的制备及其电化学性能研究

在含有分散剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的水溶液体系中,L-抗坏血酸(L-ascorbic acid)还原氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)制备出高度分散、超支化结构的铂纳米晶。通过TEM、XRD对试样的形貌与结构进行表征。并且采用循环伏安法对其电化学性能进行研究。结果表明:制备的铂纳米催化剂在酸性条件下的甲醇氧化催化性能是商业Pt/C催化剂的1.6倍,同时在0.6V,计时1 000s时的计时电流曲线表明其稳定性比商业Pt/C催化剂好。     

前驱体对Pt/C催化剂性能的影响

采用浸渍热还原法制备了以Pt(NH3)2(NO2)2和Pt(NH3)4C l2为前驱体的两种聚合物电解质燃料电池用Pt/C催化剂:Pt/C-Pt(NH3)2(NO2)2和Pt/C-Pt(NH3)4C l2.以HRSEM、XRD、循环伏安(CV)和旋转圆盘电极(RDE)等方法研究了前驱体对催化剂的影响.结果表明,Pt/C-Pt(NH3)4C l2晶粒团聚,分布不均,电化学活性较低;而Pt/C-Pt(NH3)2(NO2)2晶粒细小,分布均匀,具有更高的电化学催化活性,是浸渍法制备Pt/C催化剂的有效前驱体材料.而且,Pt/C-Pt(NH3)2(NO2)2对CO氧化和O2还原的高活性主要来自于催化剂比表面积的提高,而对甲醇氧化活性的提高,表面存在更多的(110)晶面也是重要因素.     

多壁碳纳米管-离子液体修饰电极测定Cu~（2＋）

采用涂覆法制备多壁碳纳米管（MWCNT）-离子液体（[BMIM]PF6）修饰电极,研究Cu2＋在该修饰电极上的阳极溶出伏安行为。考察了实验条件对Cu2＋电化学行为的影响。研究表明,Cu2＋在修饰电极上可得到灵敏的溶出峰。在优化的实验条件下,Cu2＋在1.0×10-6～1.0×10-5mol/L浓度范围内与其氧化峰电流呈良好的线性关系,相关系数为0.998 4,检出限为9.0×10-8mol/L。该修饰电极制备简单,重现性好,用于微量铜的检测,效果良好。     

Pd-Pt NCNs电催化剂的制备及其甲醇氧化性能

为了提高直接甲醇燃料电池(DMFC)中电催化剂的催化活性和稳定性,以聚乙烯醇(PVA)作为还原剂和分散剂,采用水热法一步合成Pd-Pt NCNs电催化剂。通过调节溶液的pH值和Pd/Pt摩尔比制备出不同颗粒尺寸的Pd-Pt NCNs电催化剂;通过XRD、TEM、XPS手段对其形貌与结构进行了表征;通过循环伏安(CV)、计时电流(CA)测试方法研究不同pH值及Pd、Pt不同摩尔比下所制备的Pd-Pt NCNs电催化剂对甲醇催化氧化性能的影响。结果表明:随着溶液pH值的逐渐降低,所合成的Pd-Pt合金纳米颗粒尺寸逐渐减小,催化剂的甲醇氧化性能也随之提高;当溶液pH值为6、Pd/Pt摩尔比为4.4时,所制备的Pd_(4.4)Pt_1NCNs-1催化剂颗粒均匀分散在PVA载体上,平均尺寸约为5.6 nm,在碱性氢氧化钾溶液中表现出优异的甲醇氧化催化活性和稳定性,对甲醇的氧化峰值电流密度达到482.14 A/g,是20%商业Pt/C(189.6 A/g)的2.5倍。     

甲酸阳极电氧化催化剂的研究

采用碳黑作为载体,水合肼为还原剂,利用化学还原沉积法制备了Pt/C、Pt-Sn/C系列催化剂.催化剂粉末的晶体结构用XRD技术进行了表征.通过循环伏安与电流-电位极化曲线的测量研究了甲酸在不同催化剂所制备的电极上的电催化氧化行为,同时研究了甲酸浓度和催化剂的配比对阳极性能的影响.实验表明,Pt-Sn/C电极的性能在高浓度的甲酸溶液中比较好;与Pt/C电极比较,Pt-Sn/C电极对甲酸的电化学氧化显示出高的活性;Pt-Sn/C催化剂的最佳配比为Pt 20%,Sn 6%.     

二茂铁桥联聚倍半硅氧烷修饰电极催化氧化尿酸

以1,1′-双[2-(三乙氧基硅基)乙基]二茂铁(BTEF)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱物,经溶胶-凝胶过程(NH4F为水解聚合催化剂)制备了二茂铁桥联聚倍半硅氧烷修饰的玻碳电极(BTEF/TEOS/GCE).采用循环伏安法研究了BTEF/TEOS/GCE修饰电极对尿酸(UA)的电催化氧化.结果表明:在0.1 mol...     

用于PEMFC的Pt/C阳极催化剂制备与性能研究

为了提高PEMFC的阳极催化剂活性，降低Pt载量，分别采用甲醛、甲酸钠、连二亚硫酸钠、水合肼4种还原剂通过化学还原沉积法制备Pt／C催化剂；向溶液中加入某种羧酸盐(RCOOM)作为吸附剂，制备Pt／C催化剂；利用粉末微电极的循环伏安研究和恒电位极化研究考核了上述催化剂对H2阳极氧化的催化活性的影响；通过XRD和TEM技术对催化剂的结构及微观形貌进行了分析。结果表明，甲醛作为还原剂得到的铂催化剂在碳载体上分布均匀，粒径较小，催化性能最好；加入适量吸附剂则使Pt颗粒的平均粒径减小到3．4nm，催化剂性能有明显改善。     

层层自组装法制备聚电解质/改性碳纳米管复合纳滤膜

分别用浓硫酸和乙二胺对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性,制得了磺化和氨化碳纳米管.研究了不同改性方式的碳纳米管在聚电解质中的分散特性及二者的相互作用,磺化碳纳米管在聚阳离子聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)中显示出最优的分散性能.以水解改性的聚丙烯腈(PAN)超滤膜为基膜,将磺化改性的碳纳米管添加到PDDA中,与聚阴离子聚苯乙烯磺酸钠(PSS)层层自组装制得了改性碳纳米管复合纳滤膜.接触角测试结果表明,复合膜表面亲水性随磺化碳纳米管加入量的增加而提高.加入磺化碳纳米管的复合膜表面zeta电位比未加入的膜略有升高.SEM结果表明,复合物和聚电解质成功组装在基膜表面.随着碳纳米管加入量的增加,复合膜对Na_2SO_4的截留率和水通量均出现先升高后降低的趋势,聚电解质PDDA中磺化碳纳米管浓度为0.04 g/L时,复合膜有最优的分离性能.     

Pt/γ-Al_(2)O_(3)催化剂低温催化甲醇氧化研究

在甲醇自热重整反应中,所需的热量由甲醇氧化反应提供,因此甲醇氧化催化剂的活性直接影响氢气的产率。Pt/γ-Al_(2)O_(3)催化剂因其较高的反应活性而被广泛关注,但其稳定性较差,Pt活性中心易团聚。为了解决上述问题,采用旋蒸微乳法制备Pt/γ-Al_(2)O_(3)催化剂,通过BET、XRD等方法对Pt/γ-Al_(2)O_(3)催化剂进行了表征,并考察了环己烷质量分数、PEG-600(聚乙二醇600)与正丁醇的质量比对催化甲醇氧化活性的影响。结果表明,旋蒸微乳法可提高活性组分的分散度和利用率;通过改变环己烷质量分数、PEG-600与正丁醇的质量比,可使活性组分Pt均匀、牢固地负载在γ-Al_(2)O_(3)上,提高催化剂的抗烧结能力;在环己烷质量分数为50%、PEG-600与正丁醇的质量比为3∶7的条件下制备的Pt/γ-Al_(2)O_(3)催化剂,催化甲醇氧化活性可达88%。     

空心PtCo/CNTs催化剂的合成及其电催化性能

为了改善铂基合金纳米粒子对甲醇氧化的电催化性能,用金属置换反应途径制备了空心结构的PtCo合金纳米粒子,并将其负载到碳纳米管(CNTs)载体上,得到了用于直接甲醇燃料电池的空心PtCo/CNTs阳极电催化剂,用透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)和能量散射X-射线能谱(EDX)对催化剂进行了表征.结果显示,所合成的PtCo空心纳米粒子具有均匀的外径,其平均值为14.4 nm, 并高度分散在碳纳米管载体上.循环伏安实验和计时电流实验表明,PtCo/CNTs 催化剂对甲醇的氧化具有较高的电催化活性和良好的电催化稳定性能.     

炭膜负载多壁碳纳米管的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

针对多壁碳纳米管(MWCNTs)去除染料过程中存在吸附饱和后需额外进行固液分离、纯多壁碳纳米管膜抗折强度低且易碎等问题,以高强度的活性炭基微孔炭膜(C膜)为基膜,使用磁控溅射法生长Ni基催化剂,再使用化学气相沉积法在负载催化剂的膜表面生长MWCNT以制备MWCNTs/C膜,将所得MWCNTs/C膜浸渍在浓硝酸中12 h...     

基于纳米钯和Nafion膜修饰玻碳电极的甲醛传感器研究

采用循环伏安法制备了钯纳米粒子-Nafion修饰玻碳电极(Pd/Nf/GCE)的甲醛电化学传感器,并采用循环伏安法(CV)和微分脉冲伏安法(DPV)研究了甲醛在该修饰电极上的电催化氧化作用.对修饰电极制备条件和实验条件进行了优化,在此基础上建立了一种测定甲醛的伏安分析方法.实验结果表明,甲醛在该传感器上的催化氧化作用显著;在0.1 mol/L NaOH溶液中,甲醛的氧化峰电流与其浓度在5.0μmol/L~5.0 mmol/L呈良好的线性关系,线性回归方程为:ip=7.69+2.22×104c,相关系数γ=0.996 7,检测限为1.0μmol/L,具有良好的重现性和回收率.