F掺杂TiO2的制备及其甲醇电氧化性能研究

采用水热法制备了F掺杂的TiO2,将其与碳黑机械混合制成复合载体,采用微波辅助加热乙二醇法制备了载Pt电催化剂。通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对F-TiO2进行了表征,结果表明,F掺杂后,TiO2仍然呈锐钛矿结构,形貌呈纳米片层结构。Pt/F-TiO2-C催化剂表现出很好的催化活性和稳定性,循环伏安法和计时电流法的测试结果表明,复合载体中F的加入有利于甲醇的电催化氧化,提高了Pt对甲醇氧化的抗毒化能力,使其质量比活性是商业Pt/C催化剂的1.2倍。     

单分散硫化钼的可控制备及电催化特性

采用高温热解的方法,利用乙酰丙酮钼为钼源、硫粉为硫源,以油酸油胺为形貌控制试剂,通过控制反应温度合成了小尺寸的单分散MoS_2纳米粒子催化剂。油酸和油胺在高温下依然稳定,是合成纳米材料形貌控制剂的不二选择。小尺寸材料比表面积大,充分暴露了材料边缘位置的S-Mo-S的反应活性位点,实现了氢离子在催化剂表面高效的吸附脱附能力,极大地提高了其电催化析氢的能力。起始电位达到150 mV,且具有很好的稳定性。     

硫化铁纳米晶的可控制备及其电催化析氢特性

为了获得较好的电催化析氢性能,以油酸铁为铁源,硫粉溶于油胺中作为硫源,通过控制反应条件合成不同形貌的Fe_3S_4。具有粒子形貌的Fe_3S_4与质量分数为40%的炭黑混合后形成的硫化铁纳米晶具有最优的电化学催化活性。在析氢反应中,当电流密度达到10 mA/cm~2时,过电位为234 mV, Tafel斜率为213 mV/dec。同时,具有粒子形貌的Fe_3S_4纳米晶材料展现出较为优异的电化学稳定性。因此,可控制备的具有粒子形貌的Fe_3S_4纳米晶材料是一种有应用前景的析氢电催化剂。     

PS-b-PEO模板法制备Pt纳米线

以PS-b-PEO纳米孔膜为基体电极,采用电沉积技术制备了Pt纳米线,用扫描电化学显微镜(SECM)、扫描电镜(SEM)和X-射线能谱(EDS)分析法表征了基体电极和Pt纳米线。利用循环伏安法考察了Pt纳米线的电化学性能。实验结果表明,Pt纳米线对甲酸氧化表现出优异的电催化活性。此外,Pt纳米线具有良好的稳定性和重现性,可望用于实际样品中甲酸的测定。     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂PtCo/ZrO_2-RGO的制备及性能研究

实验采用Hummers法合成氧化石墨(GO),浸渍还原法一步还原氧化石墨和贵金属盐及金属氧化物,制备了纳米ZrO_2掺杂石墨烯负载PtCo(PtCo/ZrO_2-RGO)催化剂,利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对其进行表征,运用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)研究纳米PtCo/ZrO_2-RGO对甲醇电催化氧化活性和稳定性,正向阳极峰电流密度(If)与反向阳极峰电流密度(Ib)的比值可反应甲醇的氧化率以及中间含碳物质的中毒耐受性,PtCoRGO和PtCo/ZrO_2-RGO的If/Ib值分别为2.67和3.20。在1 000次循环之后PtCo/ZrO_2-RGO的I_n/I_0值仍是91%,高于PtCo-RGO的I_n/I_0的值88%。     

Ce掺杂LaMnO_3/PS-FLG催化剂低温脱硝性能研究

以农业废弃物花生壳衍生少层石墨烯(PS-FLG)为载体,采用水热法制备负载型催化剂,对其NH_3-SCR脱硝性能进行了测试。通过XRD,FTIR,SEM等测试手段初步探明了活性组分Ce在A位进行掺杂增强催化活性的内在机制。结果表明,在250℃-350℃时催化剂活性都能达到90%以上并保持稳定,且催化剂5%La_(0.5)Ce_(0.5)MnO_3/PS-FLG表现出最好的低温催化活性。金属氧化物更均匀地分散在少层石墨烯表面,使其表现出更好的脱硝活性。     

锌电积用铝基β-PbO_2复合材料的性能研究

在Al/Pb/α-PbO2-WC表面恒电流电沉积制备了β-PbO2-WC(Co3O4)复合沉积层,获得了Al/Pb/α-PbO2-WC/β-PbO2-WC(Co3O4)复合材料。考察了WC(碳化钨)、Co3O4(四氧化三钴)颗粒的掺杂对β-PbO2复合材料物理性能及其在锌电积模拟体系中的耐蚀性、析氧电催化活性、交流阻抗特性的影响。结果表明:WC与Co3O4颗粒在β-PbO2中的掺杂提高了复合材料的显微硬度,降低了电阻率及锌电积模拟体系中的析氧过电位,增强了锌电积模拟体系中的耐腐蚀性能。     

微生物燃料电池La_(0.7)Sr_(0.3)CoO_3/PANI阴极催化剂的制备及催化性能

采用原位聚合法合成了La0.7Sr0.3CoO3/PANI复合材料微生物燃料电池(MFC)阴极催化剂。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备催化剂进行结构和微观形貌表征。采用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对复合材料进行电化学性能的分析。结果表明,聚苯胺(PANI)含量的差异导致催化剂的活性有较大区别,在磷酸盐缓冲溶液中含PANI质量分数为6%的La0.7Sr0.3CoO3/PANI催化剂表现出了良好的活性。将所制备催化剂应用于单室微生物燃料电池阴极,结果显示,PANI质量分数为6%的La0.7Sr0.3CoO3/PANI对应MFC的最大功率密度258.91mW/m2,相应开路电压达642.7mV。这表明La0.7Sr0.3CoO3/PANI催化剂具有显著的催化活性,为需求有效MFC阴极催化剂材料提供了新途径。     

CoP_3和CoSP_3自支撑纳米线阵列的电催化析氢性能

为开发廉价高效的电解水析氢催化材料,采用水热和气氛热处理法在碳纤维纸(carbon fiber paper,CFP)表面制备出了均匀生长的CoP_3和CoSP_3纳米线阵列(CoP_3NWs/CFP和CoSP_3NWs/CFP)。应用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)分析其物相和微观形貌,并测试其在酸性溶液中的析氢催化性能,从电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)和电化学活性面积(electrochemically active surface area,ECSA)两方面分析了CoSP_3NWs/CFP具有优异催化性能的原因。结果表明,CoSP_3具有比CoP_3更高的本征催化活性,CoSP_3NWs/CFP仅需要89mV和129mV的过电位即能驱动10mA/cm2和100mA/cm2的析氢电流密度,其Tafel斜率值为40.3mV/dec,并展现出良好的析氢稳定性。     

不同生长方向的GaN纳米线的可控制备与性能表征

采用化学气相沉积法,通过改变催化剂和衬底,以Ga2O3和Ga N的混合粉末为镓源制备出了不同生长方向的Ga N纳米线,制备的平躺于衬底的Ga N纳米线的直径约为60 nm,长度为10μm到30μm之间。垂直于衬底的Ga N纳米线阵列的直径约为300 nm,长度约为5μm。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行了分析表征,结果表明所得样品为六方纤锌矿结构的Ga N单晶纳米线。通过改变催化剂和衬底等生长条件,研究了衬底和催化剂对纳米线生长方向的影响,为以后的大量制备以及纳米器件的制作提供了依据。