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通过浸渍还原法以乙二醇为还原剂制备了石墨烯及石墨烯负载的铂催化剂(Pt/Graphene),通过XRD、SEM、Raman对材料进行了分析,通过电化学测试与Pt黑催化剂对比,试验数据表明:Pt/Graphene比Pt黑催化剂电化学活性面积提高了28%,对甲醇电催化氧化峰电流提高了52%,电化学活性面积和甲醇氧化反应的稳定性均有所提高。 相似文献
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通过水热法合成了氮掺杂的石墨烯(Graphene-N),并还原得到了氮掺杂的石墨烯基铂催化剂(Pt/Graphene-N),利用X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)进行了材料分析,并借助电化学测试对比未进行氮掺杂的催化剂。试验数据表明:Pt/Graphene-N电化学活性面积相比于Pt/Graphene提高了8.1%,其甲醇氧化峰电流提高了56.3%,表明氮掺杂能够大幅提升甲醇氧化性能。 相似文献
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目前,直接甲醇燃料电池(DMFC)已成为世界各国探寻新型绿色动力源的首选。铂基催化剂虽然被公认为催化甲醇氧化最有效的催化剂,但离其商业化应用仍然存在较大差距。提高铂的利用率和电催化性能被公认为是解决DMFC商业化的关键问题。基于以上考虑,本文采用一种不需要使用表面活性剂的模板辅助法成功合成出了石墨烯中空球,并利用电沉积法负载Pt纳米颗粒。该载Pt石墨烯中空微球具有非常高的比表面积(226.4m2/g)和相互连通的结构。电化学测试结果表明,该载Pt石墨烯中空球的电化学活性表面积高达43.27m2/(g,Pt),峰值电流密度几乎是商业铂碳的两倍,且稳定性明显高于商业化铂碳。该载Pt石墨烯中空球对甲醇氧化展现出了极好的应用前景。 相似文献
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直接乙醇燃料电池(DEFCs)中的阳极催化剂,在电池反应中起着至关重要的作用,但也存在成本高、乙醇的氧化效率低、耐久性差、易中毒等问题,严重阻碍了DEFCs的商业化。本文综述了提高电催化剂性能的有效策略,以期为进一步探索DEFCs提供参考。 相似文献
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以乙二醇(EG)兼作溶剂和稳定剂,分别通过NaBH4和EG还原法制备了高度细化与分散的Pt/C催化剂,对其形貌、组成、结构和电化学活性比表面等进行了表征比较,并测试了它们对甲醇与乙醇电催化氧化的活性. 结果表明,2种催化剂中,Pt均为面心立方结构,粒径小且分布窄,在炭黑载体上分散均匀,单位质量Pt对甲醇与乙醇电催化氧化的活性相当;NaBH4还原法所制Pt/C催化剂中Pt0和Pt(220)晶面含量更高,Pt对甲醇与乙醇电催化氧化的峰电流密度分别为0.68与0.67 mA/cm2,分别是EG还原法所制Pt/C催化剂的1.2倍;2种催化剂对甲醇与乙醇电催化氧化的活性均与商品E-TEK催化剂相当. 相似文献
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长期以来,碳材料负载高分散的铂催化剂及其合金材料一直是商业化质子交换膜燃料电池(PEMFC)中氧还原反应和氢氧化反应十分有效的催化剂。但由于Pt基催化剂成本高、电化学条件下稳定性差、易CO中毒以及氧还原反应(ORR)动力学迟缓等一系列问题,阻碍了其在燃料电池中的进一步应用和大规模生产。相比之下,氮掺杂碳纳米材料具有低成本、高活性、高稳定性、环境友好等特点,这些优异的性能使其在燃料电池领域有着广阔的应用前景。结合近几年国内外研究现状,综述了原位掺杂法、后掺杂合成法和直接热解法等3种氮掺杂碳纳米材料的制备方法,并分析了各自的优点和不足之处,及其作为ORR催化剂的研究进展。最后,对未来氮掺杂碳纳米材料催化剂研究的主要发展方向进行了展望。 相似文献
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过渡金属-氮共掺杂炭基催化剂广泛应用于电催化二氧化碳还原反应(CO2RR)。为解决催化剂存在的催化活性及选择性问题,以乙二胺与硝酸镍发生配位反应形成的三乙二胺合镍小分子络合物作为氮源和镍源,分别以亲水氧化石墨烯及疏水炭黑为载体,得到两类镍-氮共掺杂多孔炭基催化剂。通过X射线衍射及透射电镜等手段分析了镍物种在不同处理阶段的存在形式。CO2RR性能测试表明,同一炭载体具有不同金属负载量的催化剂经过酸洗处理除去镍纳米颗粒后,一氧化碳分电流密度得到明显提升,表明原子级分散的镍物种是CO2RR的活性位点。在-0.8 V(vs.RHE),不同催化剂的一氧化碳法拉第效率均达到90%。与亲水炭材料作为载体相比,疏水炭材料为载体制备的催化剂一氧化碳分电流密度更高,这表明疏水炭载体有利于过渡金属络合物在载体骨架中的负载与分散,进而抑制后续处理过程中活性物质的损失,从而获得高活性的镍-氮共掺杂炭基电催化剂。 相似文献
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分别以Hβ分子筛和γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备不同Sn含量的负载型Pt-Sn双组分丙烷催化脱氢催化剂。在固定床微反装置上对制备的催化剂进行活性评价,并采用NH3-TPD方法测定催化剂表面酸量和酸强度分布。结果表明,负载型Pt-Sn/Hβ和Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂对丙烷催化脱氢反应性能与Sn含量密切相关,弱酸中心的存在对丙烷催化脱氢反应有利,对于特定的Pt-Sn体系,γ-Al2O3为载体的催化剂性能优于Hβ分子筛为载体的催化剂,当负载Sn质量分数为0.9时,Pt-Sn/γ-Al2O3催化剂性能最好。 相似文献
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采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),然后以水合肼作为还原剂,并控制反应的pH=10来制备还原氧化石墨烯(RGO)。采用化学还原法,以石墨烯为载体,以乙酰丙酮银为前体,以硼氢化锂四氢呋喃溶液为还原剂将银离子还原,制备了石墨烯负载纳米银复合材料。通过X 射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)等表征方法证明了石墨烯上负载的银纳米颗粒结晶良好、尺寸均一、分布均匀,其中银纳米颗粒直径约为8nm。通过循环伏安和计时电流技术对石墨烯负载纳米银复合材料进行电化学测试,结果表明,石墨烯负载纳米银复合材料对过氧化氢的还原具有良好的电催化活性。以此复合纳米结构构建的过氧化氢传感器测试过氧化氢浓度的线性范围为0.1~62.3mmol/L(R=0.990),检出限为0.017mmol/L(S/N=3),响应时间小于2s。 相似文献
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通过浸渍法结合液相还原法将金属Pt,Ni和Sn负载在活性炭上制备了多组分Pt/C催化剂,并应用于催化氧化直接制备醇醚羧酸的反应中,考察了催化剂组分不同对脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO9)氧化法制备醇醚羧酸(AE9C)过程中催化性能的影响;采用TEM,XRD和XPS对催化剂进行了表征。结果表明,在Pt/C催化剂中加入Ni和Sn后,Pt的颗粒粒径变小,分散性更好,Pt0的含量增加,从而提高了催化剂的活性。多组分Pt/C催化剂与单一组分Pt/C催化剂相比,AE9C产率提高了27.54百分点。 相似文献
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燃料电池作为新型清洁能源技术具有高效的能源转化效率和环境友好等优点,在诸如交通运输以及航空航天等领域有着重要而广泛的应用。在影响燃料电池性能的众多因素中,电极的高效催化与稳定性对于整个燃料电池系统的性能至关重要。近年来,石墨烯材料由于优异的电学与力学性质为低铂高效催化研究提供了理论上的可行性。本研究以六氯环三磷腈(HCCP)为原料设计了一步热还原合成法实验制备了磷氮双掺杂石墨烯,并通过添加碳纳米颗粒增加了石墨烯层间间距,改善了石墨烯层间的团聚效应,提高了氧化还原(ORR)性能。研究结果表明,当AC添加含量与GO的质量比为10%时,其比表面积与电化学性能提升最为明显,极限电流密度达到-6.89 mA·cm-2并且氧化活性能保持80%以上。因此,使用添加碳纳米颗粒对磷氮双掺杂石墨烯作为燃料电池非金属催化剂材料的进一步探索具有巨大的潜力。 相似文献
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为了找出比较优异的非铂电极材料,并分析得出其最佳活性位点,分别从氮掺杂碳和碳载过渡金属氮材料催化剂在阴极催化的两个方向进行了探究。现如今通过X射线光电子能谱分析(XPS)可以检测出吡啶型氮、吡咯型氮和石墨型氮三种主要的氮掺杂活性位点。氮掺杂碳(G-N),氮掺杂碳纳米管(NCNT)以及氮掺杂石墨烯-氮掺杂碳纳米管(N-GO1@CNTs2)三种典型的氮掺杂碳材料进行分析。由此可见碳载过渡金属氮催化剂材料的催化活性位点很有可能主要是氮化金属化合物起作用。 相似文献
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利用改进的Hummers法合成氧化石墨烯并还原,再利用水热合成法制得Ce O2/RGO复合材料,将其修饰玻碳电极后镀铂后获得Pt/Ce O2/RGO修饰电极。通过SEM和EDS对其形貌进行了表征,同时利用紫外—可见吸收光谱和循环伏安法等方法研究了其在酸性条件下对乙醇的电催化性能。结果表明:酸性条件下RGO在0.05 V处将乙醇氧化成乙醛,在0.5 V处氧化成乙酸;复合材料RGO/Ce O2(1∶1)/Pt在0.04V处将乙醇氧化成乙醛,在0.45 V处氧化成乙酸;复合材料RGO/Ce O2(1∶2)/Pt在0.03 V处将乙醇氧化生成乙酸。 相似文献
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利用等体积浸渍法制备不同镁含量的Mg-Silicalite-1 (Mg-SC-1)分子筛,以该分子筛为载体负载Pt-Sn双金属组分催化异丁烷脱氢反应,采用固定床连续反应器评价催化剂性能,并利用X-射线粉末衍射(XRD)、N2吸附-脱附、程序升温还原(H2-TPR)、扫描电镜(SEM)和碳含量分析等方法研究不同MgO含量的Pt-Sn/Mg-SC-1催化剂的催化性能。实验结果表明,添加w(MgO)=7%到SC-1载体,再负载Pt-Sn组分制备的催化剂异丁烷脱氢效果较好,相比于以纯硅SC-1分子筛为载体的催化剂具有高的反应稳定性和活性。而且经Mg改性后的SC-1载体与助剂SnOx物种之间存在较强的相互作用,导致SnOx物种不易被还原,并促进Pt粒子的分散度。在反应12 h后含w(MgO)=7%的Pt-Sn/Mg-SC-1催化剂仍保留较多的活性Pt粒子。 相似文献