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。     

乙二醇法制备负载型钴基-堇青石催化剂及其催化燃烧甲苯的活性

用乙二醇法和浸渍法制备两种负载在堇青石上的钴基负载催化剂,并用XRD、XPS、TPR和TPD对制备的催化剂进行表征,比较两种催化剂催化氧化(燃烧)甲苯的活性。研究结果表明,与浸渍法制备的Co/cord催化剂相比,乙二醇法制备的催化剂Co/cord-EG对甲苯催化燃烧活性明显提高。应用乙二醇法制备Co/cord-EG负载型催化剂,Co元素主要以Co2+存在于载体表面;而传统浸渍法制备的Co/cord催化剂,Co元素是以Co2+与Co3+的两种化学状态存在于载体表面。应用乙二醇法制备Co/cord-EG负载型催化剂,有助于在载体表面形成比较均匀的吸附活性位。应用乙二醇法制备的Co/cord-EG催化剂,催化活性组分能在载体表面上以更小颗粒而且更高的分散度存在,从而能明显提高其催化活性。     

光照条件下亚甲基蓝改性的MWCNTs负载纳米Au对甲醇的电催化

将紫外光照射条件下亚甲基蓝功能化的多壁碳纳米管(f1-MWCNTs)作为Au纳米粒子的载体,Au纳米粒子通过光化学还原法制备获得后,负载于f1-MWCNTs表面。傅立叶变换红外吸收光谱(FTIR)表明,f1-MWCNTs表面存在C—N基团和N—H基团,为Au纳米粒子的负载提供了活性位点。透射电镜(TEM)和X射线衍射谱(XRD)表明,Au纳米粒子粒径约4.5nm左右,具有面心立方晶体结构,Au纳米粒子在f1-MWCNTs表面分散性良好。电化学实验结果表明,光照条件下改性碳纳米管所制备的催化剂(Au/f1-MWCNTs)对甲醇具有优异的催化性能,其质量电流密度是未经光照改性的碳纳米管负载Au纳米粒子催化剂(Au/f0-MWCNTs)的1.56倍。     

多壁碳纳米管的超声处理对PtRu／MWCNTs电催化性能的影响

多壁碳纳米管的表面官能团化对其在催化领域的应用有重要意义.在硫酸和硝酸混合液中超声处理多擘碳纳米管,在使其纯化的同时,纳米管的长度变短,端口被打开,并在碳纳米管表面和端口处修饰上大量的含氧官能团,有利于催化剂活性组分在碳纳米管表面均匀沉积.利用透射电镜.红外光谱和拉曼光谱表征了碳纳米管及其催化剂的表观织构.通过交流阻抗谱对催化剂进行电化学性能测试,并发现经过超声处理的碳纳米管负载的PtRu双金属催化剂对甲醇有较好的电催化活性.     

聚环状对苯二甲酸丁二醇酯/碳纳米管复合材料的制备及反应动力学研究

采用原位聚合法制得聚环状对苯二甲酸丁二醇酯/多壁碳纳米管(pCBT/MWCNT)纳米复合材料,研究了复合体系的流变行为。研究结果表明:酸化后的MWCNT变短,分散性能明显变好,在MWCNT酸化时间为3h,用量为0.5%条件下,制得的pCBT/MWCNT纳米复合材料的拉伸强度、拉伸模量和弯曲模量达到最大,分别为57.1MPa、1345.3MPa和2754.7MPa,弯曲强度达到93.3MPa,具有较好的力学性能。     

活化和氮掺杂炭层包覆碳纳米管载铂催化剂电催化性能研究

利用化学浸渍还原法,以原始和混酸活化碳纳米管,及聚苯胺改性制备的氮掺杂炭层包覆碳纳米管为载体,制备上述碳纳米管负载铂催化剂,研究比较它们作为质子交换膜燃料电池催化剂的电催化性能。透射电镜观察表明,以混酸活化碳纳米管为载体一定程度改善了铂粒子在碳管上的沉积形态和分散性,沉积的铂粒子大小约5~8nm,但铂粒子仍存在较明显的团聚现象;而因聚苯胺改性碳纳米管外层为均匀氮掺杂炭层,铂粒子能均匀分散沉积于氮掺杂层表面,其平均粒径约为2~4nm。电化学分析表明,混酸活化和氮掺杂炭层包覆碳纳米管都能够改善负载催化剂的电催化活性,尤其氮掺杂炭层包覆碳纳米管负载铂催化剂不仅具有最高氧还原活性,其负载催化剂同时展现了良好的循环稳定性。     

调变Ni／Mo／MgO催化剂中Ni／Mo比例可控合成薄壁碳纳米管

采用摩尔分数1%Ni及负载少量Mo的Ni/MO/MgO催化剂裂解甲烷合成薄壁碳纳米管.通过SEM、TEM、XRD和Raman光谱表征方法研究了碳纳米管直径和催化剂中Ni/Mo比例关系.实验发现:通过控制Ni/Mo比例可以调变催化剂颗粒大小以及活性相.TEM及XRD表征发现,随着Ni/Mo比例的降低,金属Mo相逐渐从NiMo合金相中析出.NiMo合金相对应的活性组分颗粒很小,容易催化裂解甲烷形成薄壁碳纳米管;而后析出的Mo相则主要形成了大管径厚壁的碳纳米管.当Ni/Mo比例为6时可以高选择性地获得窄分布,内径为1.3nm,外径为3.0nm的溥壁碳纳米管.Raman光谱进一步验证了碳纳米管含有较少的缺陷.薄壁碳纳米管形成的关键因素主要体现为碳在其表而的快速扩散以及小颗粒的碳纳米管催化剂活性相控制.     

活性炭的预处理对CeO_2/AC催化剂NH_3选择性催化还原NO_x性能的影响

为了改善活性炭(AC)负载的CeO_2基催化剂的脱硝性能,采用空气热氧化或硝酸对活性炭进行预处理,考察了预处理方式对其负载的CeO_2基催化剂氨选择性催化还原(NH_3-SCR)NO_x反应性能的影响。对预处理后的活性炭及其负载的CeO_2基催化剂进行了红外光谱(FTIR)、NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)、N_2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)及H_2-TPR等表征。结果表明:硝酸预处理显著增加了活性炭表面含氧官能团、增强了表面酸性,提高了其负载的CeO_2基催化剂的氧化还原性能,促进了催化剂表面NH_3的吸附和活化,使催化剂表现催化优异的NH_3-SCR脱硝性能。该催化剂对NO_x的起燃温度和完全转化温度分别为75℃和190℃,显著优于空气热氧化处理的活性炭制备的催化剂,但H_2O易导致催化剂活性下降。     

碳载体预处理对燃料电池Co-N/C非铂催化剂氧还原性能的影响EI北大核心CSCD

钴(Co)基氧还原催化剂以价格低、储量高、易获得等优势成为代替铂基氧还原催化剂重要选择之一。本工作先对科琴黑进行硝酸酸化预处理,与四水合乙酸钴混合后在氨气气氛下800℃热解制备出Co-N/C氧还原催化剂。由红外光谱测试、联碱中和滴定与比表面积测定可知,经硝酸酸化预处理后,科琴黑表面含氧官能团数量增多,科琴黑孔径不变,中孔比例增加。XRD和TEM测试表明科琴黑和四水合乙酸钴经氨气热处理后,生成了分散均匀无团聚的Co_(5.47)-N/C催化剂。电化学测试表明载体经预处理后,制备的Co-N/C催化剂的氧还原反应(ORR)的电催化性能更好,在碱性条件下电流密度达到了预处理前的4.2倍,在催化动力学中属于四电子转移。     

Fe/Co/N/MWCNTs催化剂的制备及性能

将掺杂铁离子的聚苯胺(PANI)与碳纳米管(MWCNT)复合物在900℃加热,得到含铁的催化剂FeNC;然后将含钴盐的FeNC在不同温度下焙烧,得到复合催化剂FeCoNC。对催化剂的表观结构、比表面积、热稳定性、组成以及氧还原(ORR)电催化活性进行表征,研究了焙烧温度和氮含量等因素对其催化活性的影响。结果表明:随着焙烧温度的升高,催化剂的表面结构趋于均匀,焙烧温度为500℃的催化剂表面结构最为均匀平整,高于500℃时出现烧结;较高的氮含量能改善催化剂的ORR电活性。焙烧温度为500℃的催化剂对ORR的电催化活性最高,在酸性和碱性溶液中ORR的起始电位分别为0.63和-0.12 V(vs SCE),电流密度分别为11.67和9.83 mAmg-1@-0.3 V(vs SCE),并具有较好的热稳定性和催化活性稳定性。分步加入Fe和Co,并在加Co后在500℃焙烧得到的催化剂对ORR具有优异的电催化活性。     

纤维素硝酸酯在MWCNTs/PMMA复合体系中的助分散作用

引进一种碳纳米管的分散剂纤维素硝酸酯,研究纤维素硝酸酯在MWCNTs/PMMA复合体系中的助分散作用和可能的机理。通过观察MWCNTs在液体中的沉降情况评价纤维素硝酸酯的助分散效果;采用原位本体聚合法制备MWCNTs/PMMA复合材料并测试其耐划痕性和硬度。观察实验显示,酸处理和未酸处理的MWCNTs均能够稳定地悬浮于含有纤维素硝酸酯的MMA溶液中。测试结果表明,含有纤维素硝酸酯的酸处理MWCNTs/PMMA复合材料的耐划痕性比纯PMMA的提升了67%,布氏硬度提升了14%。纤维素硝酸酯的使用解决了MWCNTs在基体单体MMA中的沉降问题,其助MWCNTs分散作用优良。     

环氧化合物上浆处理的MWCNTs对MWCNTs/环氧树脂复合材料性能的影响

利用氨基化多壁碳纳米管(MWCNTs-NH2)与环氧化合物苄基缩水甘油醚(EP 692)和十二-十四烷基缩水甘油醚(EP AGE)反应,通过球磨工艺制备了两种不同分子结构环氧化合物上浆处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)MWCNTs-692和MWCNTs-AGE。将均为1wt%的MWCNTs-NH2,MWCNTs-692和MWCNTs-AGE分别添加到二氨基二苯甲烷(DDM)固化双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)环氧树脂体系中,分析了三种MWCNTs对树脂体系黏温关系、固化动力学、热力学性能和弯曲性能的影响。FT-IR,TGA和XPS测试表明,EP 692和EP AGE通过共价键接枝到碳纳米管的表面。与MWCNTs-NH2相比,MWCNTs-692和MWCNTs-AGE可以有效提高碳纳米管在环氧树脂基体中的分散性和相容性,减少纳米粒子对树脂体系黏度和固化动力学的影响。此外,添加上述三种碳纳米管都可以改善纯环氧树脂体系的储能模量和弯曲性能,其中经过含有刚性分子结构上浆剂处理的MWCNTs-692增强效果最为显著。添加1wt%MWCNTs-692后,MWCNTs-692/环氧树脂复合材料的常温储能模量提高了30.6%,弯曲强度和模量分别提高了18.8%和22.5%。     

不同比例碳纳米管/石墨烯杂化材料的制备及性能

碳纳米管和酸化石墨烯可以通过聚丙烯酰氯的桥梁作用紧密地连接在一起,形成稳定的碳纳米管/石墨烯杂化材料。将合成杂化材料所需的碳纳米管和石墨烯的比例分别调整为1∶2和2∶1与聚丙烯酰氯进行反应。用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)和拉曼光谱(Raman)对反应产物碳纳米管/石墨烯杂化材料进行表征。将合成的不同种类杂化材料添加到环氧树脂中制备复合材料,研究不同种类的杂化材料对环氧树脂的增强增韧效果。拉伸测试结果表明,碳纳米管和石墨烯的比例为1∶2时,合成的碳纳米管/石墨烯杂化材料对环氧树脂基的增强增韧效果最佳。这是由于当碳纳米管与石墨烯的比例为1∶2时,碳纳米管可以更均匀地分散在石墨烯的片层中,形成稳定的三维结构,当复合材料承受外力时不会产生局部应变,从而达到增强增韧效果。     

Influence of carboxylic functionalization of MWCNTs on the thermal properties of MWCNTs/DGEBA/EMI-2,4 nanocomposites

The influence of carboxylic functionalization (COOH-functionalization) of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) on the thermal properties of MWCNTs/diglycidyl ether of bisphenol A/2-ethyl-4-methylimidazole (MWCNTs/DGEBA/EMI-2,4) nanocomposites was studied using DSC and TGA. The results showed that, at the initial curing stage, activation energy E decreases with increasing curing degree α, moreover, COOH-functionalization of MWCNTs decreases E. Therefore, COOH-functionalization of MWCNTs does not change the autocatalytic cure reaction mechanism of MWCNTs/DGEBA/EMI-2,4 system and has catalytic effect on the curing process. Then, at the later curing stage, carboxylated MWCNTs (COOH-MWCNTs) increase the inflexions of the curves of E vs. α less than purified MWCNTs, indicating that COOH-MWCNTs delay the vitrification less than purified MWCNTs. Furthermore, COOH-functionalization of MWCNTs also improves the thermal stability of nanocomposites.     

多壁碳纳米管/聚丙烯复合材料的结晶行为

采用表面接枝十六烷烃的方法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性, 通过溶液共混法制备多壁碳纳米管/聚丙烯(MWCNTs/PP)复合材料, 并研究了MWCNTs/PP的结晶行为。结果表明, 3%(质量分数)表面接枝十六烷烃的MWCNTs在PP基体中分散良好, 达到纳米级的分散。加入接枝MWCNTs后, PP的结晶结构未发生改变, 依然是α晶型。接枝MWCNTs对PP有异相成核的作用, 加入接枝MWCNTs使PP的成核及晶体生长方式发生变化。加入3%(质量分数)接枝MWCNTs 以后, PP的结晶温度升高了8℃, 结晶速率提高了1倍, 结晶度提高了3%, 球晶尺寸减小。     

富勒烯/碳纳米管杂化材料的制备及表征

本文通过一种简易的化学方法成功制备了富勒烯/碳纳米管杂化材料。首先采用强酸氧化处理多壁碳纳米管使其表面产生羟基和羧基等官能基团,再将氧化处理后的碳纳米管与六亚甲基二异氰酸酯反应,通过羟基和羧基基团与异氰酸根的反应对多壁碳纳米管进行修饰,最后利用富勒醇表面的羟基与碳纳米管表面异氰酸之间的反应制备出富勒烯/碳纳米管杂化材料。产品采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)和热重分析(TGA)等手段进行了分析和表征。结果表明,成功实现了富勒烯与碳纳米管的化学组装。     

β-环糊精改性的多壁碳纳米管对NO的吸附性能研究

为开发NO气敏传感器,采用β-环糊精对模板法制备的多壁碳纳米管进行了表面修饰改性.利用扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射、热分析-质谱等表征手段研究了改性的MWCNTs的结构性能,并对NO的吸附-脱附作用机理进行了讨论.结果表明:环糊精的小口端易与多壁碳纳米管的管壁相互作用并结合在一起,使环糊精包覆在多壁碳纳米管的表面.多壁碳纳米管外或内层的环糊精可以通过氢键与环糊精以层与层的方式进行连接,达到对MWCNTs的多层改性修饰作用.XRD研究证明经环糊精改性的多壁碳纳米管其结构并没有发生变化.热分析质谱研究发现,β-环糊精改性的MWCNTs对NO的吸附-脱附能力均大于未改性的MWCNTs,其中MWCNTs吸附NO主要是表面物理吸附和管体空腔内的化学吸附;而经β-环糊精修饰的MWCNTs除本身能够吸附NO外,其表面包覆的β-环糊精空腔也能够吸附NO分子,并与NO形成非共价键吸附.β-环糊精与MWCNTs质量比为10∶1时,其吸附NO的量最大,是未改性MWCNTs的1.69倍.     

Preparation and Characterization of MWCNTs/E44

Epoxy resin was modified by multi-walled carbon nanotubes（MWCNTs）with an in situ method.The composite was observed using scanning electron microscopy （SEM）and X-ray diffraction （XRD）,and its abrasive wear resistance and tensile properties were tested.The results show that the function groups found on the surface of MWCNTs helped to improve the resin＇s crack resistance,and the cracks were found notably reduced in the composite.Although the resin and MWCNTs were bonded physically ,the tensile properties and wear resistance of the composite were improved notably when an optimum amount of MWCNTs were filled in Epilote-44（E44）.When 5wt pct acidified MWCNTs were filled in E44,the elastic modulus ,breaking strength and wear resistance of the composite increase to 226.7%,303.3%and 272.55%（153.29%）,respectively.     

多壁碳纳米管表面的钴-铁化学镀(英文)

采用化学镀法在多壁碳纳米管表面沉积钴-铁涂层。主要研究了镀液中钴盐和铁盐的摩尔比、络合剂浓度和镀液温度对镀层的影响。在钴-铁的摩尔比为9∶1,络合剂浓度为0.32mol/L,镀液温度为60℃时,可得到的较为平整的镀层,且镀层中钴-铁摩尔之和达90%以上。其他条件下,则会在镀层中出现金属颗粒或钴-铁含量过少的情况。