SnO_2纳米棒负载Pd-Sb催化甲酸电氧化

采用溶剂热法制备了SnO_2纳米棒载体,用溶剂热还原法制备了Pd/SnO_2催化剂和不同Pd/Sb原子数比的系列PdSb/SnO_2复合催化剂。用XRD、SEM、TEM、EDS等手段对样品进行分析表征,并以循环伏安法对比评价催化剂对甲酸的电催化氧化性能。表征结果表明,制备所得SnO_2纳米棒载体为针状,大小均匀,平均直径为100 nm;负载所得催化剂中活性粒子大小约为13.5 nm,掺杂Sb后,粒径约为9.5 nm。电催化氧化性能对比结果表明,Pd/Sb原子数比为4:1的Pd_4Sb/SnO_2复合催化剂对甲酸的氧化具有较好的催化能力,当E=0.25 V(vs SCE)时,Pd_4Sb/SnO_2上甲酸氧化的峰电流密度达到25 mA/cm~2,远远高于Pd/SnO_2催化剂。     

Pdx-Co/C催化甲酸的电氧化性能研究

以活性碳(Vulcan XC-72)为载体,用化学还原法制备了不同Pd/Co摩尔比的Pdx-Co/C催化剂。用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征,采用循环伏安法考察了催化剂对甲酸电氧化反应的催化性能。结果表明,Pdx-Co复合催化剂粒子均匀分散在碳载体表面;催化剂中掺入的少量Co元素部分进入Pd晶格,形成了Pd-Co合金;随着Pd/Co摩尔比的增加,Pd颗粒粒径先增大后减小,催化活性也表现出相同的变化趋势;当Pd:Co=8:1时,所得Pd8-Co/C对甲酸氧化的催化活性最高,峰电流密度可达到15.907 mA/cm²。     

Pd微纳米粒子在石墨烯/聚酰亚胺薄膜上的电沉积及其电催化氧化甲酸（英文）

利用电化学沉积法在柔韧的石墨烯/聚酰亚胺(Gr/PI)复合膜上制备一种新的花状、微纳结构的Pd电催化剂。作为对比研究,同时在羧基化碳纳米管/聚酰亚胺(COOH-CNTs/PI)上制备Pd微纳米粒子催化剂。对合成的Pd/Gr/PI和Pd/COOH-CNTs/PI进行X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析。XRD和SEM分析结果表明:当沉积条件相同时,相对于在COOH-CNTs/PI膜上制备的Pd微纳米粒子,在Gr/PI复合膜上电沉积得到的Pd微纳米粒子尺寸更小,分布密度更大,且分布更均匀。通过循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)研究这两种催化剂对甲酸的电催化氧化性能。结果表明:在Gr/PI电极上沉积得到的Pd的催化效率更高、稳定性更好。这是由于在Gr/PI电极上沉积得到的Pd颗粒尺寸更小,分布密度更大,催化活性点位更多,因而对甲酸的催化氧化效果更好。     

Pt/Co双金属纳米溶胶的制备及催化制氢性能

采用化学共还原法制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的Pt/Co双金属纳米溶胶,利用UV-Vis、TEM等对所合成的Pt/Co双金属纳米溶胶进行了表征,并系统研究了PVP用量,还原剂用量,双金属比例对该溶胶型纳米双金属催化剂活性的影响。结果表明:所制备的Pt/Co双金属纳米溶胶的平均粒径在2~3 nm之间,大部分双金属纳米溶胶催化剂催化NaBH4制氢的活性都优于单金属Pt和Co纳米溶胶,Pt10Co90双金属纳米溶胶的催化活性最高,其催化NaBH4制取氢气的活性可以达到8800 mol-H2·mol-催化剂-1·h-1,该双金属纳米溶胶催化NaBH4水解反应的活化能为61.8 kJ/mol。所制备的Pt/Co双金属纳米溶胶催化剂具有很好的稳定性,即使在4次催化试验后该催化剂仍然保持着较高的催化活性。     

Pd/Ni双金属纳米溶胶的制备及催化制氢性能的研究

采用化学共还原法制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的Pd/Ni双金属纳米溶胶,采用TEM、HR-TEM等对所合成的Pd/Ni双金属纳米溶胶进行了表征,并系统研究了PVP用量、还原剂用量、金属盐离子浓度及金属比例等对该溶胶型双金属纳米催化剂的影响。结果表明:所制备的Pd/Ni双金属纳米溶胶的平均粒径在2 nm左右,双金属纳米溶胶催化剂催化NaBH_4制氢活性优于单金属Pd和Ni纳米溶胶的活性。其中Pd_(10)Ni_(90)双金属纳米溶胶的催化活性最高,其催化NaBH_4制取氢气的活性可以达到8250 mol_(H2)·mol_(Pd)~(-1)·h~(-1),Pd_(20)Ni_(80)双金属纳米溶胶催化剂催化NaBH_4水解反应的活化能为35.7 kJ/mol,反应焓为33.3 kJ/mol,反应熵为-150 J/mol。研究结果还表明,所制备的Pd/Ni双金属纳米溶胶催化剂具有很好的催化稳定性,即使4次催化试验后该催化剂仍然保持着较高的催化活性。密度泛函理论计算结果表明,Ni原子与Pd原子之间发生的电子转移使得Pd原子带负电而Ni原子带正电,荷电的Pd和Ni原子成为催化反应的活性中心。     

新型可充锂-空气电池的纳米刺状α-MnO_2/Pd空心微球催化剂(英文)

利用NaBH4溶液还原PdCl2的方法在具有纳米刺状表面的α-MnO2中空微球上沉积Pd,制备一种α-MnO2/Pd核壳型复合催化剂作为新一代可充锂-空气电池的催化剂。TEM、XRD和EDS等方法的分析结果表明,在催化剂中纳米Pd颗粒均匀地分布在刺状α-MnO2中空微球表面,Pd在催化剂中的质量分数约为8.88%。充放电测试结果表明,与纳米刺状的α-MnO2中空微球催化剂相比,α-MnO2/Pd复合催化剂提高了空气电极的能量转化效率和充放电循环性能。由Super P碳材料和所制备的α-MnO2/Pd复合催化剂所构成的空气电极在0.1mA/cm2电流密度下的首次放电比容量可以达1220 mA·h/g,经13次充放电循环后的容量保持率为47.3%。该纳米刺状α-MnO2/Pd核壳型复合催化剂是一种有前途的空气电池催化剂。     

Pd/CeCoOx催化剂上Pd组分分散性改进及其NGVs尾气净化性能

近年来,天然气汽车（NGVs）尾气净化三效催化剂的研究主要集中在具有高分散性的负载型贵金属催化剂。本文利用金属有机骨架（MOFs）模板法制备了纳米结构的CeCoOx复合氧化物作为载体,并与传统溶胶-凝胶法（SG）制备的铈钴氧化物比较,探究了贵金属Pd在两种催化剂载体上的分散状态及其对催化性能的影响。结果表明,以CeCo-MOFs材料为前驱体衍生制备的Pd/CeCoOx(M)催化剂其CO、NO、CH4三效催化性能相比溶胶-凝胶法制备的相同组成Pd/CeCoOx(SG)催化剂低了约100 ℃左右,具有更低的低温活性。以CeCo-MOFs为前驱体衍生制备的铈钴复合氧化物晶体粒子更小,晶相结构均匀,具有更大的比表面积,促进了Pd组分分散状态的提高,也丰富了催化剂的氧空位和结构缺陷,显著提高了催化剂的低温三效催化性能。利用MOFs前驱体热分解得到的复合氧化物可以作为三效催化贵金属活性组分分散的良好材料。     

热分解法制备Pd-Sn催化剂的结构与性能

利用热分解法制备Ti/Pd₂Sn+PdO和Ti/Pd电极。采用高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、能量散射谱仪（EDS）、选区电子衍射（SAED）对催化剂进行表征。利用循环伏安法和计时电流法研究了所制备催化剂的催化活性和稳定性。结果表明,Ti/Pd₂Sn+PdO电极比Ti/Pd电极具有更高的甲酸催化活性（约2.4倍）。Ti/Pd₂Sn+PdO电极在0.3 V（vs SCE）下测试500 s后电流密度仅衰减25%,具有比Ti/Pd电极更好的稳定性。Ti/Pd₂Sn+PdO电极显著提高了催化活性和稳定性为Pd基直接甲酸燃料电池催化剂的应用提供可行方案。     

过渡金属对Pd/M-NF电极电氧化催化性能的提升

以一步浸渍法制备了Pd/M-NF(M=Fe、Co、Cu)复合电极;利用XRD、SEM和XPS对电极进行表征;采用循环伏安和计时电流法对电极催化甲醇/乙醇电氧化活性及稳定性进行了测试。结果表明,Pd:M的原子比为=6:1时达到最大催化活性。由于Pd6/Cu1-NF电极表面的Pd粒子最小,展现了最好的催化性能;Fe与Pd的协同作用最大,Pd6/Fe1-NF电极的单位比表面积的电流密度最高。过渡金属的掺杂,减小了Pd纳米粒子的粒径,提升了电极的比表面积,改变了Pd的电子结构,提供了更多的催化反应活性位,进而提升了其催化甲醇/乙醇的电氧化性能。     

Co/Pd纳米多层膜的制备及其磁性能

以单晶Si(111)为基底,采用双槽法电结晶制备了Co/Pd纳米多层膜,使用电化学石英晶体微天平(EQCM)精确测定沉积过程中Co和Pd膜的质量随沉积时间的变化.通过电位阶跃法探讨了沉积层晶体成核机理,得到Co和Pd电结晶初期均为三维瞬时成核过程. X射线衍射(XRD)研究表明,Co和Pd的结晶与生长显示择优取向,出现了111Co-Pd的合金峰.并用物性测量系统(PPMS)测试了Co/Pd多层膜的磁性能,所得磁滞回线表明:矫顽力随着多层膜磁性层厚度的减小而增大,可达到9.0×104 A/m.     

Design of best performing hexagonal shaped Ag@CoS/rGO nanocomposite electrode material for electrochemical supercapacitor application

The mixed metal/metal sulphide (Ag@CoS) with reduced graphene oxide (rGO) nanocomposite (Ag@CoS/rGO) was synthesized for the possible electrode in supercapacitors. Ag@CoS was successfully deposited on the rGO nanosheets by hydrothermal method, implying the growth of 2D Ag and CoS-based hexagonal-like structure on the rGO framework. The synthesized nanocomposite was subjected to structural, morphological and electrochemical studies. The XRD results show that the prepared nanocomposite material exhibits a combination of hexagonal and cubic phase due to the presence of CoS and Ag phases together. The band appearing at nearly 470.33 cm⁻¹ in FTIR spectra can be ascribed to the absorption of S–S bond in the Ag@CoS/rGO nanocomposite. The clear hexagonal structure was analysed by SEM and TEM with the grain sizes ranging from nanometer to micrometer. The electrode material exhibits excellent cyclic stability with a specific capacitance of 1580 F/g at a current density of 0.5 A/g without any loss of capacitive retention even after 1000 cycles. Based on the electrochemical performance, it can be inferred that the prepared novel nanocomposite material is very suitable for using as an electrode for electrochemical supercapacitor applications.     

酸碱性浸渍条件对钯炭催化剂加氢性能的影响

采用氢氧化钠和盐酸调节钯炭(Pd/C)催化剂制备过程中的浸渍液的pH,制备了相应的钯炭催化剂。对Pd/C催化剂的成分、形貌等性质进行表征分析,研究了不同浸渍条件下制备的Pd/C催化剂对苯甲醛和2-氰基吡啶加氢的催化性能。结果表明,酸/碱浸渍方法可有效控制钯颗粒的尺寸大小及分散度。在浸渍液的pH值为3的条件下制备出的Pd/C-1~#催化剂平均粒径为2.78 nm。当浸渍液的pH值为10时,制备的Pd/C-2~#催化剂平均粒径为3.75 nm。对于2-氰基吡啶加氢,采用酸性浸渍条件制备的Pd/C催化剂具有更好的催化效果;而采用碱性浸渍条件制备的Pd/C-2~#催化剂对苯甲醛加氢效果更好。     

PtPb/ C 催化剂的制备及其对甲酸电氧化的催化性能

目的通过Pb元素的添加来提高Pt/C催化剂电催化氧化甲酸的性能。方法通过乙二醇协助硼氢化钠还原法,以氯铂酸为Pt源和硝酸铅为Pb源制备不同原子比的PtxPb/C催化剂。采用X射线衍射光谱法(XRD)和透射电子显微镜技术(TEM)表征样品的晶体结构和颗粒形貌;采用循环伏安法表征样品催化氧化甲酸的性能。结果利用乙二醇协助硼氢化钠还原法成功制得了Pt和Pb原子比不同的PtxPb/C催化剂,XRD和TEM测试结果表明这些样品均为Pt的面心立方结构,且颗粒大小均一、分散均匀,其平均粒径为4 nm左右。循环伏安测试结果表明PtxPb/C催化剂催化氧化甲酸的性能优于商业Pt/C催化剂的催化性能,且受Pt和Pb原子比的影响,当原子比为5∶1时,其对氧化甲酸的催化性能最好,峰电位对应的Pt的比质量活性达到2000 m A/(mg Pt),远远高于商业Pt/C,同时计时电流曲线表明其具备良好的稳定性。结论 Pb原子的加入影响了Pt原子的电子结构,与Pb对Pt的协同作用共同促进了CO等中间产物在Pt表面的快速氧化,降低了催化氧化甲酸的初始电位,促使甲酸在低电位直接氧化为CO2和H2O,提高了其催化氧化甲酸的峰电流,有效减轻了Pt中毒,提高了其催化活性。     

Comparing factors that affect kinetics of oxygen electroreduction on platinum- and palladium-containing catalysts

The effect of blocking species, namely, oxygen-containing species adsorbed from water and blank electrolyte anions, on the kinetics of oxygen electroreduction on 40% Pt ETEK (denoted as 40Pt/C) and 20% Pd ETEK (20Pd/C) commercial catalysts, as well as on 20% Pd ETEK 6% Co (denoted as 20Pd6Co/C) and 20% Pd ETEK 5% Pt 2.9% Co (20Pd5Pt2.9Co/C) catalysts synthesized at the laboratory, is studied in sulfuric and perchloric acid solutions. It is shown that on a monopalladium catalyst, the first inhibiting factor prevails, whereas, on a monoplatinum catalyst, a substantial role in decelerating the reaction is played by the adsorption of HS anions. In the case of a trimetal catalyst, the adsorption curve of oxygen-containing species is noticeably shifted toward the curve typical of platinum. When perchloric acid is replaced with sulfuric acid, the potential of the kink point of the Tafel dependence of the oxygen electroreduction (on going from the low to high polarization) is shifted toward the less positive potentials. This shift of the kink potential is most clearly pronounced in the case of a monoplatinum catalyst.     

还原制备时的pH值对Pd/C催化剂性能的影响

采用液相还原法,以甲酸为还原剂制备了负载量为5%的Pd/C催化剂。考察了还原过程中p H值对Pd/C上硝基苯液相催化加氢性能的影响,并用XRD、SEM、TEM等手段对催化剂的结构进行了表征。结果表明,制备过程中随着p H的增大,催化剂活性先增大后减小;适宜的p H值能加快Pd还原反应的速率,有利于粒子快速成核,降低生成大粒径Pd粒子的几率,减少团聚,使Pd粒子均匀分散在活性炭载体上,获得较高的催化活性。p H=9时制得的催化剂上Pd晶粒分布均匀,平均粒径为3.63 nm;在50℃、H2压力0.8 MPa、搅拌速率100 r/min,反应45 min的条件下,这一催化剂对硝基苯加氢液相催化为苯胺的转化频率(TOF)达到8758 h-1。     

负载型纳米Pd/C的尺寸可控制备及其2,3,6-三氯吡啶加氢性能

在催化剂制备过程中引入氨羧络合剂(氨三乙酸三钠,NTA),通过配位作用稳定并保护Pd粒子,得到纳米Pd/C催化剂,研究了氨三乙酸三钠引入量对Pd/C催化剂结构的影响。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)及化学吸附(H_2-TPR)表征发现,与常规浸渍法制备的Pd/C催化剂相比,氨三乙酸三钠的引入能够有效减小Pd的平均粒径,并且通过调变氨三乙酸三钠的量可以获得Pd粒子不同大小的负载型Pd/C催化剂,随着氨三乙酸三钠引入量的增多(Pd摩尔含量的0.5、1、2倍),Pd粒径由5.7 nm减小至2.1 nm,但是继续增加氨三乙酸三钠的量(Pd摩尔含量的4倍),Pd粒径不再继续减小。当氨三乙酸三钠:Pd=1:1时,即Pd粒子大小约为4 nm时,催化剂获得了最佳催化反应性能,反应6 h原料全部转化,2,3-二氯吡啶的选择性可达76.86%。     

Hydrothermal synthesis of titanium-supported nanoporous palladium–copper electrocatalysts for formic acid oxidation and oxygen reduction reaction

Nanoporous Pd and binary Pd-Cu particles were prepared by a hydrothermal method using ethylene glycol as a reduction agent and they were directly immobilized on Ti substrates named as Ti-supported Pd-based catalysts. Their electrocatalytic activity for formic acid oxidation and oxygen reduction reaction (ORR) in alkaline media was examined by voltammetric techniques. Among the as-prepared catalysts, nanoPd₈₁Cu₁₉/Ti catalyst presents the highest current density of 39.8 mA/cm² at ?0.5 V or 66.4 mA/cm² at ?0.3 V for formic acid oxidation. The onset potential of ORR on the nanoPd₈₁Cu₁₉/Ti catalyst presents an about 70 mV positive shift compared to that on the nanoPd/Ti, and the current density of ORR at ?0.3 V is 2.12 mA/cm², which is 3.7 times larger than that on the nanoPd/Ti.     

Pd-Based Multicomponent Nanoporous Metals with Enhanced Electrocatalytic Performance Prepared by Dealloying Metallic Glass

为获得具有高催化活性的多元掺杂纳米多孔Pd,将Pd20Ni60P20金属玻璃作为预合金,在H2SO4+H3PO4混合酸溶液中以不同过电位进行电化学脱合金处理,制得Ni和P共掺的Pd基多元纳米多孔金属。该多孔金属的成分和孔径均可通过过电位进行调节。与市售碳负载的纳米Pd催化剂相比,临界电位下脱合金获得的Pd基纳米多孔金属在对甲酸的催化中表现出了更高的催化活性。