碳纳米管作燃料电池催化剂载体的研究进展

综述了用碳纳米管(CNTs)作质子交换膜燃料电池和直接甲醇燃料电池催化剂载体的研究进展,主要介绍了CNTs的预处理方法及作用、CNTs作载体的催化剂的制备方法和性能。CNTs具有独特结构、合适的比表面积、低的电阻和高的稳定性,因此,以CNTs为载体的催化剂的电催化性能要优于以活性炭或炭黑为载体的催化剂的性能。     

碳纳米管负载钯催化剂的制备及其电极研究

采用对碳纳米管进行混酸中超声处理,并通过浸渍一还原方法,在碳纳米管表面上形成了分散均匀的Pd纳米粒子,得到了Pd／CNTs催化剂。用扫描电镜（SEM）对酸化后CNTs试样进行表征,并在酸性介质中采用交流阻抗法测试Pd／CNTs催化剂工作电极的电化学催化活性。结果表明：Pd／CNTs催化剂能够表现出较强的电催化活性。     

非晶态Pt-CoSn合金上的甲醇电催化氧化

为了研究Pt修饰非晶态催化剂对甲醇电催化氧化行为的影响,采用两步法合成了碳载Pt修饰非晶态CoSn合金催化剂。使用透射电镜和X射线衍射技术分析了CoSn/C前体和Pt-CoSn/C催化剂的形貌及晶体结构;利用循环伏安法和旋转圆盘电极技术测试电化学性能,比较了Pt/C、PtRu/C和Pt-CoSn/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性和稳定性。结果表明,Pt修饰非晶态CoSn合金催化剂对甲醇氧化有较好的电催化性能,Pt用量显著降低。非晶态CoSn合金具有良好的质子和电子传导能力,提高了Pt对甲醇氧化的电催化活性;Pt-CoSn/C对甲醇电催化的质量活性和稳定性要优于PtRu/C催化剂。     

Pd/MCNTs催化剂的合成及其电化学性能研究

采用浓硫酸、浓硝酸组成的混酸体系对多壁碳纳米管进行了酸化处理,并通过浸渍-还原方法合成了Pd/CNTs催化剂,在多壁碳纳米管表面上得到分散均匀的Pd纳米粒子。采用X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对Pd/CNTs催化剂试样进行表征,并在酸性介质中测试合成Pd/CNTs的析氢电化学催化活性。结果表明:Pd/CNTs催化剂能够表现出较强的析氢电催化活性,当电位为-0.5 V时,其电流密度达到828 m A/cm2。     

PEMFC用Pt/CNTs电催化剂研究进展

采用碳纳米管(CNTs)取代导电碳黑合成质子交换膜燃料电池(PEMFC)用电催化剂是近几年来一个新的研究方向。本文从载体的比表面和电化学稳定性两方面对Pt/CNTs催化剂的优势进行了分析,结合现有的研究进展对Pt/CNTs和传统的Pt/C催化剂进行了性能比较,认为Pt/CNTs催化剂是有可能取代传统的Pt/C催化剂、使燃料电池突破价格瓶颈的关键技术之一。同时详细介绍了Pt/CNTs的合成方法与影响因素,并对其需要改进的部分进行了展望。     

PDDA对碱性介质中Pd/CNTs催化剂甲醇氧化性能的影响

以聚二烯二甲基氯化铵溶液(PDDA)修饰的碳纳米管(CNTs)为载体,利用微波辅助合成法制备了Pd/CNTs-PDDA电催化剂,考察了PDDA的引入对Pd在CNTs上的分散效果及电催化性能的影响。结果表明,PDDA的加入改善了Pd粒子的分散性,提高了甲醇氧化反应的电流密度,同时甲醇氧化起始电位也发生了一定程度的负移,动力学性能得到改进。     

温度对电沉积制备Pt-Ni阴极催化剂性能的影响

采用电化学还原法在碳布上电沉积Pt-Ni合金催化剂作为质子交换膜燃料电池阴极。通过循环伏安线性扫描法确定Pt-Ni合金的沉积电位,并在该电位下考察了不同电解液温度下所得催化剂的物理、化学性质及电催化性能。研究表明:在-0.35 V电位下可得到Pt-Ni合金,不同的电解液温度会影响Pt-Ni合金催化剂结构、形貌及组分比,进而影响其催化性能。当电解液温度为50℃时,Pt-Ni合金催化剂具有最佳的催化活性,此时催化剂为较小的球状颗粒,Pt与Ni的原子比接近3∶1,其电化学活性表面积为44.19 m2/g,是电解液温度为70℃下制备的催化剂的1.8倍。适当的温度下电沉积制得的Pt-Ni合金催化剂明显提高了铂对氧还原的催化活性。     

燃料电池Pt_3Pd/C电催化剂的表征与应用

采用自主开发的乙二醇制备方法对毫克级的实验室级别催化剂的放大制备工艺进行研究。将Pt3Pd/C合金催化剂的单次制备从0.1、1 g到10 g的逐级放大过程中,合金纳米颗粒的尺寸分布与形貌(TEM表征)、晶体结构(XRD表征)与电化学性质(循环伏安扫描与氧还原极化曲线测试),均保持良好的一致性。10 g级别放大制备的Pt3Pd/C在半电池测试中表现出良好的稳定性;在全电池测试过程表现出优于商业Pt/C的电催化性能;在组装的电堆模块及发动机系统表现出优于商业Pt/C电催化活性及稳定性,为车用燃料电池合金电催化剂的批量制备与电堆应用奠定了基础。     

CNTs含量对AB5型贮氢合金性能的影响

采用机械球磨法制备出不同碳纳米管(CNTs)含量的AB5型贮氢合金.研究了CNTs含量对贮氢合金的微观结构及电化学性能的影响.结果发现:CNTs的加入改善了贮氢合金的性能.含15%CNTs的贮氢合金的首次放电比容量达到了311 mAh/g,比AB5合金提高了21%;200次循环后,放电比容量仍有280 mAh/g.     

DMFC的PtRu-NdOx/C催化剂合成及性能

以NdOx作为助催化剂,采用浸渍还原法合成了不同原子比例的PtRu-NdOx/C催化剂。首先研究了不同还原温度对PtRu/C催化剂的电催化性能的影响。X射线衍射光谱法(XRD)和循环伏安测试结果表明:当还原温度为90℃时,合成出的催化剂粒度最小,对甲醇电氧化的催化性能也最好。其次,通过能量散射X射线谱(EDX)、XRD、透射电子显微镜法(TEM)和循环伏安法、计时电流法等测试手段,研究了不同n(Pt)∶n(Ru)∶n(Nd)原子比例对PtRu-NdOx/C催化剂性能的影响。实验结果表明:n(Pt)∶n(Ru)∶n(Nd)原子比为3∶3∶1时,合成出的催化剂电催化性能较好;而且Pt与Ru以合金形式存在,而Nd的氧化物则以无定形态存在,催化剂粒子分布均匀,平均粒径在2nm左右。     

碳纳米管对复合型锂离子动力电池性能的影响

采用LiFePO_4、LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4作为复合正极材料,考察了添加碳纳米管作导电剂对电池性能的影响。研究结果表明:以LiFePO_4、LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2和LiMn_(0.8)Fe_(0.2)PO_4作为复合正极材料所制作的电池具有较好的安全性能,在正极片中添加碳纳米管作导电剂后可以提高电池的放电比容量,改善电池的低温性能和倍率充放电性能。添加碳纳米管作导电剂后的电池具有极佳的循环稳定性,3 C循环500周容量保持率为95.34%,循环1 000周容量保持率为90.09%。     

一种接地降阻剂腐蚀性能快速检测方法

基于研制的电化学降阻剂腐蚀检测仪,提出一种接地降阻剂腐蚀性能快速检测方法。选择国内具有代表性的7家降阻剂厂家生产的降阻剂为研究对象,与电力行业标准中推荐的试验方法进行对比研究。推荐以0.06 mm/a作为降阻剂腐蚀性能快速检测方法的限值,可实现接地降阻剂腐蚀质量快速筛选。     

超声技术制备PANI/CNTs/NiO复合材料及其电容性能

采用超声技术以对甲苯磺酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂制备PANI/NiO/CNTs三元复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对材料的表面形貌和结构组成进行表征,通过循环伏安、恒流充放电及交流阻抗测试对电极材料的电化学电容性能进行研究。结果表明:PANI/NiO/CNTs三元复合材料改善了NiO电极材料的充放电可逆性和电容性。当质量比为m(PANI)∶m(NiO)∶m(CNTs)=80.5∶19.5∶2.7时,具有良好的充放电可逆性,在2 mol/L的KOH溶液中,以1.65 A/g电流密度放电时,比电容可达156 F/g     

碲对正极板栅合金结构与性能的影响

在偏光显微镜下观察铅碲二元合金（Pb—Te）的组织结构。高温恒电流腐蚀后,利用扫描电镜分析Pb—Te合金的腐蚀形貌。把各合金制成电极,用循环伏安（CV）、开路电位（OCP）等方法研究了纯铅和Pb—Te合金作为正极的电化学性能。结构实验表明,掺入适量的碲可以细化铅合金的晶粒。通过观察Pb—Te合金的腐蚀形貌,发现适量的碲可以提高板栅合金的耐腐蚀性能;电化学实验表明掺碲还会抑制二氧化铅的生长,从而减轻了合金的腐蚀。     

添加剂对多硫代聚苯胺电化学性能的影响

为了提高正极材料多硫代聚苯胺(PSPA)的电化学性能,在PSPA中添加了碳纳米管(CNTs)和纳米SiO2.添加CNTs能够降低PSPA的欧姆电阻,添加纳米SiO2能够降低PSPA的法拉第电荷传递电阻,CNTs和纳米SiO2的协同作用可提高PSPA的放电比容量和循环性能.PSPA(5%CNTs 5%纳米SiO2)的首次放电比容量为650 mAh/g,15次循环后,放电比容量达到553 mAh/g.     

复合绝缘子用耐酸芯棒的脆断性能研究

研究了复合绝缘子用耐酸芯棒的性能,对4种芯棒在不同浓度的硝酸中的耐腐蚀性能进行了长期试验.结果表明,各项指标都符合应力腐蚀试验标准的耐酸芯棒其耐腐蚀性能也存在较大差别,性能好的耐酸芯棒即使在非常严酷的条件下也很难发生脆断.为适应不同工程应用的要求,作者根据试验结果讨论了选择优良耐酸芯棒的试验方法.     

水媒管式烟气换热器材料耐腐蚀性评价

水媒管式烟气换热器在工作中面临酸露的腐蚀,换热管材料需具备耐腐蚀性.模拟了水媒管式烟气换热器的腐蚀环境,采用自行设计的浸泡试验方法对8种候选材料的耐腐蚀性进行了比较,并采用扫描电镜对材料腐蚀后的表面形貌进行了研究.结果表明,ND 钢在高浓度硫酸中的耐腐蚀性优于碳钢;不锈钢254SMO在各种浓度硫酸溶液中的腐蚀速率均较低;聚四氟乙烯塑料（PTFE）具有优异的耐腐蚀性.     

碳纳米管传感器检测SF6放电分解组分的实验研究

研制了一种用浓硫酸和浓硝酸修饰,以印制电路板为基底,用于检测SF6局部放电分解组分的碳纳米管传感器。分析了碳纳米管膜的导电模型,并通过真空下传感器的温度特性试验,对修饰前后的碳纳米管传感器的电阻随温度变化的关系进行了分析。在实验室采用SF6放电分解试验装置,用碳纳米管传感器对分解组分进行检测,结果表明用经混酸修饰后的样品制作出的传感器对SF6放电分解组分表现出较好的吸附性。此外,研究了温度对传感器吸附性能的影响,结果表明,温度在85℃时传感器表现出最强的吸附性。