不同改性的MWCNTs负载Au催化剂电催化甲醇的研究

通过光化学还原法,以HAuCl4溶液为前躯体,用312nm的紫外光辐照,在20 min内合成了红色Au纳米粒子溶胶.用苯硫酚溶液和5wt％ HF溶液分别改性管径为20～40nm的多壁碳纳米管(MWCNTs),并将合成的Au纳米粒子负载在改性的MWCNTs表面,制备了不同方法改性的Au/MWCNTs纳米催化剂.TEM显示,Au纳米颗粒平均粒径为4.3 nm,在MWCNTs表面的负载效果是HF的改性明显好于苯硫酚.在KOH溶液碱性介质中,电化学测试表明,苯硫酚和HF两种不同方法改性后,Au/MWCNTs纳米催化剂对甲醇具有一定的电催化活性,但后者具有更高的催化活性和更好的稳定性.     

微波合成WCx/MWCNTs及其电催化性能研究

目的制备多壁碳纳米管负载碳化钨的纳米复合材料(WC_x/MWCNTs),探索微波加热温度对WC_x/MWCNTs合成的影响规律。方法利用分子自组装技术与微波加热技术相结合,以钨酸钠为W源,制备了WC_x/MWCNTs纳米复合材料。采用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜技术(TEM)对不同条件下制得样品的物相组成、结构及微观形貌进行了表征;采用循环伏安法在酸性环境下测试了WC_x/MWCNTs对氢和CH3OH的电催化性能。结果当微波加热温度为1000℃时,制备的WC_x/MWCNTs纳米复合材料由WC、WC2和C组成,碳纳米管的多壁结构保留较好,碳化钨颗粒均匀地分布在碳纳米管外表面,粒径为20~50 nm。循环伏安测试结果表明,制备的WC_x/MWCNTs在酸性环境下对氢具有一定的催化作用,但对甲醇没有明显的电催化作用。结论通过控制合理的微波加热温度,可制备出碳化钨粒径小、分布均匀、碳纳米管多壁结构完好的WC_x/MWCNTs纳米复合材料。制备的WC_x/MWCNTs在酸性环境下对氢具有一定的催化作用,可作为催化剂载体来负载其他金属制备复合催化剂。     

超声法制备纳米Pt/MWCNT催化剂及其在CO2传感器上的应用

采用超声合成法制备了纳米铂/多壁碳纳米管复合催化剂(Pt/MWCNT),通过场发射扫描电镜(FE-SEM)、X-射线衍射(XRD)及电化学技术表征了该催化剂的性质.结果表明:纳米Pt均匀地镶嵌在MWCNTs表面,粒径为40±20 nm.该催化剂对CO2的还原呈现良好的催化作用,可用作制备CO2电化学传感器,CO2在纳米铂/多壁碳纳米碳管修饰玻碳电极上的还原电流响应(Pt/MWCNTs/GCE),分别在1～10 ppm和10～100 ppm两个浓度范围内呈良好的线性关系,检测限为1 ppm.     

碱性介质中Pd纳米线电极对甲醇的电催化氧化

采用交流电沉积法制备Pd纳米线阵列电极催化剂,循环伏安法测定催化剂对甲醇的电催化氧化活性,用AFM、TEM、XRD和XPS表征Pd纳米线的组织形貌、晶体结构和化学状态。结果表明:Pd纳米线的直径为65～75nm,径向表面呈毛刺结构,处于体心立方晶体结构的单质态。Pd纳米线阵列电极在KOH碱性介质中对甲醇的电催化氧化活性比其平板电极高约14倍,比文献中负载型Pt纳米颗粒催化剂在酸性介质中的催化活性高50～150倍,且具有较好的稳定性。     

Pt-Ni合金/多壁碳纳米管作为直接甲醇燃料电池阳极材料

采用浸渍还原法制备了不同比例的Pt-Ni合金多壁碳纳米管(Pt-Ni/MWCNTs)催化剂材料.X射线衍射和透射电镜等分析表明,所合成的催化剂中Pt-Ni合金纳米粒子具有较小的粒径以及较好的分散程度.循环伏安(CV)、计时电流方法(CA)等测试表明,适量Ni的掺杂不但增强催化剂在碱性环境下对甲醇催化氧化的活性,而且还能提高催化剂的稳定性.     

碘化多壁碳纳米管制备含有Ag/MWCNTs复合材料的银-环氧树脂浆料

提出一种将多壁碳纳米管碘化后制备银/多壁碳纳米管（Ag/MWCNTs）复合材料的方法。通过球磨对碘化多壁碳纳米管进行了功能化,并通过透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱和热重分析（TG）对其进行了表征。结果表明,经碘化处理后,银纳米粒子（Ag-NPs）能更好地粘附在碳纳米管表面,改善了银纳米粒子与碳纳米管之间的连接。羟基（-OH）基团的伸缩振动明显增强,激活了碳纳米管的表面,增加了碳纳米管表面Ag⁺形核的数量。在260 ℃以下,Ag/MWCNTs复合材料的质量损失小于MWCNTs的质量损失。最后,制备了银-环氧树脂浆料,发现使用Ag/MWCNTs复合物制备的浆料具有最低的电阻率和最高的热导率。     

碳纳米管增强银复合材料的导热性(英文)

通过分子水平层级混合制备了碳纳米管增强银基复合材料。研究了碳纳米管的类型(单壁/多壁)及功能化模式(共价键/非共价键)对银复合材料导热性的影响。XRD及EDS结果表明,复合材料中存在银与碳。高分辨率扫描电镜和透射电镜结果表明碳纳米管均匀地嵌在银基体中。利用拉曼光谱和FTIR研究了共价键功能化对多壁碳纳米管的影响。共价键功能化后,碳纳米管中引入了功能团且保持结构完整。利用激光闪光技术以及有效介质理论研究了复合材料的导热性。实验结果表明:加入共价功能化的单壁和多壁纳米碳管后,材料的导热性降低。但加入非共价键功能化的多壁碳纳米管后,复合材料的有效导热性增强,这与不考虑界面热阻时的有效介质理论预测结果一致。     

不同载体对甲醇分解钯催化剂性能的影响

用浸渍法制备了Pd/γ-Al2O3和Pd/Ce0.65Zr0.35O22种甲醇分解催化剂。采用XRD,NH3-TPD(NH3-Temperature-Programmed Desorption),XPS及H2-TPR(H2-Temperature-Programmed-Redution)等手段对2种催化剂的结构和性能进行表征,并考察了催化剂上甲醇低温分解的活性。结果表明,Pd/Ce0.65Zr0.35O2催化剂具有较弱的表面酸性及良好的低温还原性能;XPS结果表明2种催化剂中的Pd均以氧化态形式存在,并且Pd在Ce0.65Zr0.35O2固溶体上呈高度分散状态,Pd与Ce间具有较强的相互作用。结合活性考察可知,Pd+的存在有利于甲醇的分解。Pd/Ce0.65Zr0.35O2催化剂具有高的催化活性,220℃时甲醇转化率接近100%。     

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。     

Pd基础催化剂的性能对比

在催化剂中添加镧可抑制活性位的长大和PdO颗粒的分解,增强催化剂的催化活性和热稳定性.研究了老化前和老化后的Pd/CZ/La-Al2O3系列、Pd/La-Al2O3、Pd/CZ催化剂,Pd/CZ/La-Al2O3系列中Pd、CZ(Ce1-xZrxO2)、La-Al2O3材料添加顺序不同对催化剂涂层性能的影响.对于老化前和老化后的催化剂,Pd、CZ、La-Al2O3材料添加顺序对催化活性影响较小,Pd/W有利于CO转化,Pd/CZ有利于HC、NOx转化.通过XRD、XPS、化学吸附仪、BET表征证明了老化过程中发生了催化失活.