介孔碳化钨负载铂催化剂对甲醇氧化的电催化性能

采用硬模板法制备了介孔碳化钨(m-WC), 进一步还原铂的前驱体(H2PtCl6)得到Pt/m-WC催化剂。采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对样品的物相、结构和形貌进行了表征。结果表明, 所制得的m-WC载体为单一的碳化钨相, 孔径为10~20 nm, Pt/m-WC催化剂中Pt的粒径约为3.4 nm, 主要以金属态形式存在, 相对比较均一的Pt纳米粒子均匀地分散在载体的表面和孔道中。电化学测试结果表明, 与普通WC载Pt催化剂(Pt/c-WC)相比, Pt/m-WC催化剂具有较大的电化学活性表面积, 对甲醇呈现出更高的电催化氧化活性和更好的稳定性。     

Pt/{PEI-GN/PW_(12)}_n复合膜的制备及其对甲醇氧化的电催化性能

选用水溶性高分子聚乙烯亚胺(PEI)修饰石墨烯(GN),增强石墨烯的水溶性和分散性;利用层层自组装法制备{PEI-GN/PW12}n复合膜,并以此为基底膜,用循环伏安法原位电沉积制备Pt纳米簇负载的复合膜催化剂。紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)等技术表征复合膜催化剂组成、形貌和结构。循环伏安法(CV)、计时电流法(It)、CO溶出伏安法及电化学阻抗等电化学方法研究结果表明,该纳米复合膜催化剂对甲醇氧化具有良好的电催化活性、稳定性及抗CO毒化能力。     

炭气凝胶负载Pt基催化剂的制备及其甲醇氧化催化性能

以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,制备R-F炭气凝胶(RF-CAs).继以后者为载体采用浸渍还原法制备铂基催化剂Pt/CA,并比较其与由相同负载工艺制得的以Vulcan XC-72为载体的铂基催化剂Pt/XC72的催化甲醇氧化反应的性能.结果表明,前者具明显高的甲醇氧化催化活性,显示CAs是一种极具潜在竞争力的燃料电池催化剂载体材料.     

联氨气体传感器的敏感物质的选择

通过筛选试验,并采用化学还原法制备了催化联氨氧化的Pt/C催化剂;透射电子显微镜(TEM)表明催化剂具有较小的粒径;利用电化学循环伏安法研究Pt/C催化剂催化联氨氧化的活性,担载在碳载体上的Pt催化剂对联氨的电氧化具有着更高的催化活性;电化学计时电流法表明Pt/C催化剂有着较好的工作稳定性。     

Pt/ZrP-Th-CNTs复合催化剂的制备及其对甲醇的电催化氧化

利用硫堇(Th)和碳纳米管(CNTs)对磷酸锆(ZrP)改性,并以改性的ZrP复合材料作为催化剂载体,采用化学还原法制备得到Pt/ZrP-Th-CNTs复合催化剂.SEM研究结果表明,金属铂(Pt)微粒在载体表面具有很高的分散度,且颗粒大小均匀,电极的比表面积也得到较大提高.考察了复合电极在酸性介质中对甲醇的电催化氧化...     

Pt/TiO2-NTs复合材料的制备及其甲醇电氧化机理研究

采用水热法合成锐钛矿型TiO2纳米管(TiO2-NTs),并以其为载体制备了Pt/TiO2-NTs复合材料。用TEM、XRD对复合材料的形貌和结构进行了表征,TEM测试表明Pt纳米粒子以簇状形式均匀地分散在TiO2纳米管表面。运用循环伏安法研究了Pt/TiO2-NTs复合材料在不同条件下对硫酸中甲醇的电催化活性,并讨论了甲醇的电氧化机理。结果表明,Pt/TiO2-NTs复合材料具有出色的电催化活性。因此,TiO2-NTs被认为是非常有潜力的燃料电池贵金属催化剂载体材料。     

载体炭与Pt催化剂之间的相互作用及其引起的尺寸效应(英文)

通过乙二醇还原,在VulcanXC-72炭黑上负载了三种具有不同平均粒径(1.7nm,3.0nm和5.0nm)的Pt催化剂。利用透射电子显微镜,研究了载体炭黑表面的微孔与Pt催化剂之间的几何相互作用。结果表明:尺寸较小的Pt颗粒(平均粒径为1.7nm)通常被包含在载体表面的微孔中,表现为被一薄碳层所覆盖并嵌入炭黑基体。而尺寸较大的Pt颗粒(平均粒径为3.0nm和5.0nm)则不存在这种现象,往往显示出裸露的清洁表面。这种与载体表面微孔的不同相互作用引起了Pt颗粒在电化学活性比表面上的反常尺寸效应,进而影响了其催化甲醇氧化的质量比活性。     

利用层间化合物制备载Pt催化剂

通过利用Pt(IV)-GICs和Pt(IV)乙炔黑层间化合物来制备应用于甲醇电氧化石墨和乙炔黑载铂催化剂。具体过程如下在惰性气氛下,利用H     

MOF(Co)/功能化石墨烯制备高效Co-N-C型氧还原催化剂研究

以六水合硝酸钴为金属源,苯并咪唑为有机配体,对苯二胺改性氧化石墨烯(PGO)为碳载体,采用一步溶剂热法合成金属有机骨架(MOF)-PGO前躯体,经过高温处理制备了多孔Co-N-PGO催化剂。采用比表面积孔隙度分析仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱和X射线光电子能谱等物理表征手段对催化剂形貌、结构以及元素形态进行表征,同时利用线性扫描伏安法和计时电流法对催化剂在碱性电解液中的氧还原(ORR)性能进行测试。结果表明,Co-N-PGO催化剂具有较高的比表面积和电化学活性面积,良好的结晶程度以及丰富的孔洞结构。此外,Co-N-PGO催化剂表现出优异的ORR催化活性,半波电位与商业Pt/C催化剂相比仅相差10mV,同时拥有更好的稳定性及抗甲醇毒化性能。根据K-L方程,Co-N-PGO催化剂在ORR过程中主要为四电子途径,与Pt/C催化剂反应机理相似。     

炭气凝胶负载PtRu纳米颗粒用作甲醇氧化催化剂

采用乙二醇还原法制备了以炭气凝胶(CA)为载体的PtRu纳米颗粒催化剂.透射电镜(TEM)观察得知:PtRu的粒径为3nm左右,且在载体CA表面均匀分散.循环伏安和恒电位测试表明:催化剂的甲醇氧化启动电位和载体的孔结构没有明显依赖关系.以平均孔径较大的炭气凝胶为载体制备的催化剂拥有较高的甲醇氧化催化活性.可以认为催化剂活性的差异主要是由其不同的传质性能决定的.甲醇在较大的孔中扩散比较快,更容易到达PtRu颗粒的表面,从而提高了贵金属Pt的利用效率.     

羟基锡酸盐载铂复合催化剂Pt/(Co,Zn)Sn(OH)6的合成及其甲醇电催化氧化性能

以羟基锡酸盐CoSn（OH）₆和ZnSn（OH）₆纳米空心立方体为前体,采用抗坏血酸作为弱还原剂,经过超声过程分别合成了羟基锡酸钴载Pt/CoSn（OH）₆和羟基锡酸锌载Pt/ZnSn（OH）₆复合催化剂,并在甲醇氧化反应（MOR）中表现出良好的性能。Pt/CoSn（OH）₆和Pt/ZnSn（OH）₆催化剂的单位质量活性分别为1 095.6 mA/mg和699.5 mA/mg,高于C载Pt（Pt/C）的594.6 mA/mg。利用XRD、SEM、TEM、XPS和电化学测试对催化剂晶体结构和性能间的关系进行了探索。CO溶出实验结果表明,羟基锡酸盐载体有利于Pt表面CO的去除,载体与Pt间的强相互作用和载体表面的大量羟基基团增强了催化剂的催化活性和CO抗毒性。此外,Pt/（Co,Zn）Sn（OH）₆催化剂中单质Pt高的相对含量也有利于提高MOR活性。通过研究载铂羟基锡酸盐电催化氧化甲醇性能,能够揭示载体结构对催化性能的影响,有助于羟基锡酸盐载铂复合催化剂在直接甲醇燃料电池（DMFCs）领域的应用。     

{H3[PMo12O40]/Pt/PAMAM}复合膜的制备及对甲醇的电催化氧化

采用循环伏安法在玻碳电极上制备了{H3[PMo12O40]/Pt/PAMAM}复合膜,用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱技术(EDS)、原子力显微镜(AFM)和循环伏安法(CV)研究了膜的组成、形貌及其对甲醇的电催化氧化活性。结果表明,Pt纳米粒子在PAMAM基底上分散均匀;最外层沉积H3[PMo12O40]后,与相同条件下制备的Pt/PAMAM膜相比,{H3[PMo12O40]/Pt/PAMAM}复合膜修饰电极对甲醇的氧化有更强的电催化活性。     

超声频率对碳纳米管结构及其负载PtRu催化剂催化活性的影响

在浓硝酸和浓硫酸混合液中,采用频率分别为25、40、60和80kHz的超声波对碳纳米管(CNTs)进行官能团化处理,运用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外(FT-IR)、热重分析(TG)等手段,考察了超声处理对碳纳米管晶相结构、表面基团、含氧基团含量的影响.以不同超声频率处理的碳纳米管作为载体,制备了一系列碳纳米管负载PtRu催化剂,并用X射线衍射技术对催化剂的晶体结构进行了表征.采用循环伏安法(CV)测试了催化剂对甲醇电氧化反应的催化活性.结果表明,采用超声频率为60Hz处理的碳纳米管具有较高的含氧基团含量,用其作为载体制备的PtRu/CNTs60催化剂具有最佳的甲醇电氧化催化活性.     

载体表面化学状态对Pt/C催化剂结构及电催化活性的影响

对碳黑进行不同条件的氧化处理得到不同表面化学状态的载体,以甲醛为还原剂,氯铂酸为前驱体,制备Pt/C电催化剂.运用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等分析手段研究碳黑及Pt/C催化剂的化学组成、化学状态、晶体结构及表面形貌,并用循环伏安法(CV)测试Pt/C催化剂对甲醇的电催化氧化.结...     

单壁碳纳米管负载Pt基二元金属催化剂对甲醇和乙醇氧化的电催化性能研究

用单壁碳纳米管（SWCNT）作为载体制备得到Pt,Pt—Fe,Pt—Co和Pt—Ni催化剂,并用循环伏安法和电化学阻抗谱法研究各催化剂对甲醇和乙醇氧化的电化学催化性能。对于甲醇和乙醇的氧化,Pt—Fe／SWCNT,Pt—Co／SWCNT和Pt—Ni／SWCNT电催化活性依次增强,抗中毒性能依次减弱。与Pt／SWCNT催...     

直接甲醇燃料电池铂基阳极催化剂碳载体发展

碳载铂基材料是最常用的甲醇电氧化催化剂,而载体对催化剂颗粒的分散、活性以及耐久性有着显著的影响.所述文献中的碳载体材料主要分为7类:Vulcan XC-72、空心碳球、有序介孔碳、纳米纤维、纳米管、纳米角和石墨烯.新型碳载体的高比表面积和适宜的多孔性促进了催化剂组分的分散,有利于改善三相界面和提高铂基金属的利用率.表面改性以及着眼于改善碳腐蚀性能的石墨化和掺杂将被继续地深入研究,石墨烯的探索以及多孔、多层次微观结构载体的发展应被重视.     

碳纳米管载体改性条件对Pt纳米粒子电催化氧化性能的影响

利用紫外光照射诱导亚甲基蓝改性碳纳米管(MWCNTs), 是一种工艺简单、绿色无毒的改性催化剂碳载体的新方法。本研究以光照改性时间、改性剂(亚甲基蓝)用量和紫外光波长为主要影响因素, 系统研究了不同因素对MWCNTs改性的影响及其对催化剂催化性能的影响。利用透射电子显微镜(TEM)对不同条件下的催化剂形貌进行了表征, 采用循环伏安法(CV)和时间电流法(i-t)等电化学测试手段对催化剂在碱性介质中催化氧化甲醇的催化活性和催化稳定性分别进行了测试, 研究结果表明: 光照时间为6 h、亚甲基蓝用量为10 mg、紫外光波长采用254 nm时, MWCNTs的改性效果最佳, Pt纳米粒子在改性最佳的MWCNTs表面的负载均匀性最好, 所得催化剂的催化性能也最优, 其催化活性是商业Pt/C催化剂的2倍多, 这种改性方式为高活性、低成本燃料电池阳极催化剂的研究提供了新方法。     

熔盐电解制备Zr基低价金属氧化物担载铂催化剂催化氧化甲醇和CO

通过在700℃下的CaCl_2和NaCl混合熔盐中电化学还原ZrO_2制备得到了Zr的低价金属氧化物ZrO0.35,该低价金属氧化物作为铂催化剂载体催化甲醇显示了很高的催化活性和稳定性。分析了该催化剂的组成结构和电化学行为。结果显示,在酸性介质中该载体能够有效地提高铂纳米颗粒对甲醇和CO的催化活性。有两种机制可以解释其表现:一是电子协同效应,即Zr原子的电子转移到Pt原子,Pt与CO的相互作用力减弱,从而抑制了Pt中毒;另外一方面是Pt和金属载体的协同效应,它可以有效地移除和氧化CO的中间体。     

聚多巴胺包覆铂单质纳米材料的制备及其电化学性能的表征

通过盐酸多巴胺在含有氯铂酸溶液中聚合,包覆贵金属铂(Pt)单质,搅拌速度控制包覆颗粒的大小,并在氮气保护下高温处理,制得新型催化剂铂碳氮(Pt@CN)。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光子能谱(XPS)等技术研究了其结构特征,并采用电化学仪器对新型材料在甲醇燃料电池中的应用进行检测。制得的Pt@CN催化剂性能比铂碳(Pt/C)好。Pt@CN、Pt/C的氧化峰位置分别为0.637V和0.665V,Pt@CN的峰位置比Pt/C负移了28mV。Pt@CN、Pt/C的氧化峰位置的电流密度分别为15.5mA和6.09mA,Pt@CN氧化甲醇的电流密度比Pt/C高2.5倍左右。     

在硫基功能化碳纳米管上组装壳层厚度可控的Au@Pt核壳纳米粒子以获得高的甲醇电催化氧化活性

本工作致力于研究核壳结构Au@Pt 纳米粒子(Au@Pt NPs)在多壁碳纳米管(MWCNTs)上的组装,试图获得高的甲醇电催化氧化活性。利用光化学晶种生长法合成了Au@Pt NPs,并通过改变Au与Pt的原子比来控制壳层(Pt层)的厚度,然后将不同壳层厚度的Au@Pt NPs组装到巯基(-SH)功能化的MWCNTs上,获得了一系列Au@Pt/MWCNTs复合物。应用透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)研究了Au@Pt NPs和Au@Pt/MWCNTs复合物的形貌结构、表面化学组成和化学价态,并结合电化学方法研究了Au@Pt NPs的Pt壳层厚度对其组装效果的影响,以及测试了Au@Pt/MWCNTs催化剂对甲醇的电催化氧化的活性。结果表明,Au@Pt NPs通过其表面的Au或Pt与MWCNTs上的-SH形成共价键,从而实现Au@Pt NPs在MWCNTs上的组装。Pt壳层厚度对Au@Pt NPs在MWCNTs上组装的影响较大:当Pt壳层没有完全包裹Au核时,Au@Pt NPs表面暴露的Au促进了Au@Pt NPs在MWCNTs上的组装;而当Pt壳层完全包裹Au核时,Au@Pt NPs表面呈氧化态的Pt(Ⅱ)则对核壳纳米粒子的组装不利。Au、Pt原子比例为1∶1时,Au@Pt NPs能均匀地组装在MWCNTs上,且Au@Pt/MWCNTs(1∶1)催化剂对甲醇的电催化氧化具有较高的活性和稳定性。