Pd/GNPs-CNTs催化剂的制备及甲醇电氧化性能

以石墨烯纳米片(GNPs)和碳纳米管(CNTs)的混合物为载体,利用微波辅助合成法制备Pd/GNPs-CNTs电催化剂,考察Pd在混合载体上的分散效果及电催化性能。结果表明,混合载体的使用改善了Pd粒子的分散性,提高了甲醇氧化反应的电流密度。同时甲醇氧化起始电位也发生了一定程度的负移,动力学性能得到改进。     

硅钨酸对甲醇燃料电池阳极PtRu催化剂性能的影响

用硅钨酸(H4[Si O4(W3O9)4]·x H2O)去修饰直接甲醇燃料电池(DMFC),制备PtRu/CNT-Si W12复合催化剂。电化学测试表明,与PtRu/CNT催化剂相比,PtRu/CNTSi W12催化剂起始氧化电位负移,活性增强,电荷转移能力增大,具有更高的抗中毒能力。     

微波合成PtRu/CNTs催化剂及其电催化性能

为了获得有良好电催化活性的碳负载铂钌合金的催化剂，提出一种快速均匀的微波辐射加热的多元醇方法.用氯铂酸和氯化钌的乙二醇溶液为前驱体，碳纳米管（CNTs）为载体，采用该方法合成了PtRu/CNTs电催化剂.利用透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)和能量散射X 射线能谱（EDX）对催化剂进行了表征,并用循环伏安实验评价了催化剂对甲醇电化学氧化的电催化活性．结果表明，PtRu合金纳米粒子具有均匀的粒径，在2.0~4.0 nm之间，平均粒径为3.4 nm，并高度分散在CNTs表面．PtRu/CNTs电催化剂对甲醇的电化学氧化具有良好的电催化活性.     

PtRu/C和PtNi/C催化剂合成及其对甲醇氧化的电催化性能

采用微波多元醇法合成PtRu/C和PtNi/C催化剂,利用透射电镜（TEM）和X-射线衍射仪（XRD）对催化剂的微观结构和形貌进行了表征.结果表明,在催化剂中PtRu和PtNi合金纳米粒子的平均粒径分别为2.7和3.0 nm,粒径均匀,并高度均匀地分散在碳载体上.电化学测试结果表明,与Pt/C催化剂相比,PtRu/C和PtNi/C催化剂对甲醇的电化学氧化具有更低的起始电位和更稳定的极化电流,说明PtRu/C和PtNi/C催化剂对甲醇氧化具有更稳定的电催化性能和更好的抗CO中毒性能.这是由于合金催化剂中的Ru和Ni可以在较低的电位下与其表面吸附水形成含氧物种,使Pt表面吸附的CO等中间物氧化为CO2,避免了催化剂的CO中毒.     

PtRu/C 纳米催化剂对乙醇的电氧化性能

以商用炭黑V ulcan XC-72R 为载体, 硼氢化钠为还原剂, 采用浸渍法制备了PtRu/C 催化剂, 采用XRD , TEM 及H RTEM 等手段对催化剂的晶体结构和粒径大小进行了表征.结果表明:采用 浸渍法制备的PtRu/C 催化剂和Pt/C 催化剂均表现为Pt 的fcc 晶体结构;PtRu/C 催化剂中的金 属颗粒粒径小于Pt/C 催化剂, 其平均粒径约为4 .3 nm , 因而具有更大的反应表面积.用循环伏安, 恒电位极化及CO 溶出伏安法考察了上述两种催化剂对乙醇氧化的电催化性能.结果表明:相对于 Pt/C 催化剂而言, PtRu/C 催化剂具有更强的抗CO 中毒能力, 对乙醇的氧化具有更高、更稳定的 电催化性能, 乙醇在PtRu/C 催化剂电极上正向氧化反应的表观活化能为17 .66 kJ/mo l .     

Pt/石墨烯燃料电池催化剂的制备、表征及性能

采用冷冻干燥-蒸汽还原法成功合成了负载Pt纳米粒子的石墨烯燃料电池催化剂。用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)对Pt/石墨烯催化剂的表面形貌及物相组成进行了表征分析。用循环伏安法(CV)研究了Pt/石墨烯催化剂对酸性条件下甲醇的电催化氧化活性。结果表明,通过冷冻干燥后水合肼蒸汽还原的Pt/石墨烯催化剂样品,Pt颗粒粒径在20～40nm,均匀负载于石墨烯的片层结构上。当Pt负载量为10%时,催化活性最高。     

C-ZIF-8基PtNi催化剂制备及其甲醇电催化氧化性能

制备具有高活性和稳定性的铂基催化剂材料对于直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cells,DMFCs)的商业化进程具有显著的意义。以沸石咪唑骨架(zeolite imidazole framework,ZIF-8)为前驱体,通过高温碳化制备出一种优异的金属有机框架(metal organic frameworks,MOFs)衍生的碳材料作为载体,同时引入过渡金属Ni得到一种新型双金属催化剂Pt_xNi_10-x/C-ZIF-8。采用XRD、BET、FT-IR、Raman、SEM和TEM等方法表征Pt_x Ni_10-x/C-ZIF-8复合材料的形貌、组成和表面结构等,并通过循环伏安法,计时电流法(i-t)等电化学方法对Pt_x Ni_10-x/C-ZIF-8复合材料的电催化性能进行测试。研究结果表明,在1 mol/L KOH+1 mol/L CH₃OH溶液中,Pt₈Ni₂/C-Z...     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂PtRu/SWCNTs的制备表征及其活性评价

以单壁碳钠米管(SWCNTs)为载体,采用液相化学还原法制备了不同反应温度下的PtRu/SWCNTs(Pt和Ru的质量分数分别为20%和10%)甲醇阳极催化剂.通过X射线衍射(XRD)和数学模型考察和计算了PtRu/SWCNTs催化剂的粒径、晶格参数和表面积.利用循环伏安法对PtRu/SWCNTs(60℃)催化剂的电化学行为和活性进行了评价,并分别与商品PtRu/C(JM)和自制的PtRu/C(60℃)与PtRu/MWCNTs(60℃)催化剂进行了比较.结果表明,反应温度为60℃时,PtRu/SWCNTs催化剂具有较小的粒径和较大的表面积.在相同温度下,PtRu/SWC-NTs(60℃)催化剂比PtRu/C(JM)催化剂具有更低的峰值氧化电位,因而具有较好的甲醇氧化活性.     

Au/Al2O3催化剂上环己烷氧化

针对金催化剂制备过程的复杂性和氯离子残留问题,介绍一种负载型金催化剂Au/Al2O3的制备方法和考察该催化剂在环己烷氧化中的催化性能.采用浸渍-氨洗法制备Au/Al2O3催化剂,并应用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对其进行表征.以氧气氧化环己烷制备环己酮和环己醇为研究对象,考察金质量分数、反应温度、压力、时间等因素对催化活性的影响.结果表明,随着金质量分数增加,金颗粒增大,催化剂的活性降低,在150℃、1.5MPa条件下反应3h,Au实际质量分数为0.58%的Au/Al2O3催化剂上环己烷转化率为8.96%,环己酮、环己醇和环己基过氧化氢三者的总选择性为93.52%.此外,循环实验表明Au/Al2O3催化剂具有一定的稳定性.     

金属-石墨烯复合物吸附活化CO2的第一性原理

在光催化CO₂的反应体系中,CO₂的吸附活化是一个关键步骤;不同的活化方式和CO₂的活化态决定了其反应路线和最终产物．以金属-石墨烯体系为研究对象,采用密度泛函理论方法,结合局域密度近似(LDA)和PWC泛函,计算该体系在CO₂吸附前后的几何结构、能量、电荷分布和态密度等的变化．结果表明:电子从金属-石墨烯体系转移到CO₂,使CO₂带负电并活化;其中Cu-G体系对CO₂的活化效果最好,C—O键长分别增加6和14 pm,O—C—O键角减小为122°;金属原子簇和石墨烯的第一电离能和电子亲和势对电子的转移起决定性作用,金属原子簇电子亲和势比石墨烯第一电离能越大,电荷越易从石墨烯转移到金属原子簇．     

PtNi/C催化剂的合成及其对甲醇氧化的电催化性能

用液体多元醇方法合成了PtNi/C纳米电催化剂，并对其进行了XRD和TEM表征.讨论了合成溶液的pH值对铂镍合金纳米粒子的粒径影响.结果表明，随着合成溶液pH值的增加，PtNi合金纳米粒子的粒径变小，并且更加均匀.当合成溶液的pH值为4.0、5.5、7.5和9.0时，铂镍合金纳米粒子的平均粒径分别是4.2、3.7、3.3 和3.0 nm.用循环伏安和恒电位极化表征了PtNi/C纳米电催化剂在室温下对甲醇氧化的电催化性能.结果表明，当合成溶液的pH值为 9.0时，合成的PtNi/C催化剂对甲醇的氧化具有较好的电催化性能，比Pt/C具有更稳定的电催化性能.     

双金属-氮掺杂炭催化剂的制备及其电催化CO2性能

金属-氮掺杂炭是一类新兴的应用于CO₂还原反应(CO₂RR)的非贵金属电催化剂。目前的制备方法主要采用浸渍法为主的后处理方式,通常涉及较多的步骤,且金属种类单一。以4,4’-联吡啶为配体、硝酸铁和氯化铜为金属节点,通过配位竞争的策略合成FeCu配位聚合物,后经原位热处理得到FeCu-N-C系列催化剂。分别采用SEM、TEM、XRD、N₂吸附-脱附等技术对催化剂形貌结构、金属物种状态、孔隙结构等进行了表征。采用三电极体系评价了FeCu-N-C系列催化剂在电催化CO₂RR产合成气(CO/H₂)中的性能。结果表明,通过调控Fe、Cu的物质的量比、炭化温度、金属组合等条件可调控合成气中n(CO)/n(H₂)的比例。在较宽电位范围内(-0.7～-1.3 V)生成的合成气中n(CO)/n(H₂)可在0.15～3.33调控,可满足甲醇合成、费托反应及合成气发酵等重要反应的供给气配比。     

甲醇、甲醛和甲酸在碳载纳米Pt-WO3电极上的催化氧化

用循环伏安法研究了纳米Pt-WO3/玻碳电极对于甲醇、甲醛和甲酸的电催化氧化作用,发现所制备的电催化电极具有较高的电催化活性.探讨了甲醇、甲醛和甲酸在纳米Pt-WO3/玻碳电极上的催化机理.纳米Pt-WO3/玻碳电极(nm-Pt-WO3/GC)、纳米Pt/玻碳电极(nm-Pt/GC)和常规铂电极(Pt)的催化活性的顺序是nm-Pt-WO3/GC>nm-Pt/GC>Pt.     

硫化钴镍/氧化石墨烯的制备及电化学检测黄连素的研究

通过溶剂热法制备了硫化钴镍/氧化石墨烯(NiCo₂S₄/GO)复合材料,并采用滴涂法将其修饰在玻碳电极(GCE)表面,制备了一种高效的电化学传感器用于检测黄连素.采用XRD和SEM对所制备的NiCo₂S₄/GO双金属催化剂进行表征.利用循环伏安法(CV)考察所修饰电极对黄连素的电催化氧化性能.结果表明：当外加电压为0.30 V,黄连素的质量浓度在0～200 mg/L时,黄连素的质量浓度(ρ)与响应电流(I_p)呈良好的线性关系,线性回归方程为I_p=0.481 7 ρ+49.293(R²=0.989 6),检出限为0.20 mg/L.研究了工作电位、扫描速率对传感器性能的影响,通过红外光谱分析的检测结果推断出催化剂NiCo₂S₄/GO催化氧化黄连素的机理是黄连素分子结构中亚甲基的开环和9号位甲氧基脱甲基化.     

Pt@ rGO-Bi2 WO6 /FTO 复合材料的制备及其光电催化甲醇氧化性能

采用水热法在导电玻璃( FTO) 基体上制得钨酸铋垂直纳米片( Bi2WO6 /FTO) 后,再分别采用 热还原法和光沉积法负载还原氧化石墨烯( rGO) 和铂颗粒,制备得到rGO-Bi2WO6 /FTO,Pt- Bi2WO6 /FTO 和Pt@ rGO-Bi2WO6 /FTO 等复合材料． 通过测试这些复合材料的紫外-可见( UV-vis) 漫反射光谱,发现引入rGO 层和负载铂纳米颗粒,都明显拓展复合材料的太阳光吸收范围． 光电催 化甲醇氧化的测试结果表明: Pt@ rGO-Bi2WO6 /FTO 电极具有比Pt-Bi2WO6 /FTO 电极更强的光电 催化活性和更优的抗CO 中毒性． 这是因为引入还原氧化石墨烯,提高了复合材料电极的导电性; 同时可以作为铂纳米颗粒的支撑材料,为甲醇分子在电极表面提供更多的吸附位点．     

甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯的催化剂结构表征

应用ＸＲＤ和ＸＰＳ技术对用于甲醇气相氧化羰基化直接合成碳酸二甲酯催化剂ＰｄＣｌ_２－ＣｕＣｌ_２－ＫＯＡｃ／ＡＣ的体相和表面性质进行了表征．并结合催化剂的反应性能结果,提出了该催化剂体系上甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯的反应机理．结果表明：在活性炭载体上 ＫＯＡｃ与氯化物 ＰｄＣｌ_２、ＣｕＣｌ_２间的相互作用,产生了ＫＣｌ晶相,而 ＣｕＣｌ_２被部分还原,产生了 ＣｕＣｌ, ＣｕＣｌ_２的存在抑制了ＰｄＣｌ_２的还原;催化剂失活的原因是氯的流失,ＫＯＡｃ起到了抑制氯流失和改进 ＰｄＣｌ_２－ＣｕＣｌ_２催化剂电子环境的作用,从而提高了催化剂的活性和稳定性．     

超临界混合流体辅助PtRuNi纳米粒子负载于石墨烯用于乙醇电催化氧化

以氧化石墨(GO)为原料,利用超临界CO2和甲醇混合流体的黏度低、密度可控、表面张力为零等优点,以二甲基铵硼烷(DMAB)为还原剂将GO还原为石墨烯(RGO),并将PtRuNi、PtRu、Pt等金属纳米粒子成功地负载到石墨烯表面。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等方法分析了PtRuNi/RGO等复合物的结构特征,并用电化学的方法比较了PtRuNi/RGO,PtRu/RGO,Pt/RGO与PtRuNi/XC-72,PtRu/XC-72,Pt/XC-72对乙醇氧化的电催化活性。结果显示,所制备的PtRuNi/RGO具有更高的乙醇电催化效能。     

Pt-Co/C二元纳米催化剂的制备与性能研究

用液相还原法以CoCl2和H2PtCl6为前驱体制备不同Pt-Co配比的Pt-Co/C纳米催化剂,应用于直接甲醇燃料电池阳极反应中.将所制纳米催化剂负载在玻碳电极上,通过电化学循环伏安法和计时电流法对所制备不同配比的纳米催化剂进行甲醇催化氧化活性及稳定性测试.研究结果表明:在酸性介质中,前驱体配比为Pt∶Co=2∶1的Pt-Co/C催化剂具有最佳的催化活性、稳定性和抗CO中毒能力.     

聚苯胺/氧化石墨烯导电复合材料的制备

通过原位聚合非二次掺杂制备了高导电性聚苯胺/氧化石墨烯复合材料。采用盐酸为掺杂酸,研究了聚苯胺/氧化石墨烯的微观形貌;探讨了盐酸浓度及氧化石墨烯(GO)用量对反应过程和复合材料导电性的影响。结果表明:聚苯胺(PANI)以球状物的形式均匀地包覆在GO表面;盐酸浓度超过0.5mol·L-1,反应诱导期明显缩短,复合材料的导电性显著提高。在聚合体系中加入GO可延长聚合反应诱导期,但随着GO用量的增加反应诱导期缩短。当盐酸浓度为0.5mol·L-1,GO与苯胺单体质量比超过2%时,制备的PANI/GO复合材料中GO形成导电通路,电导率较纯PANI提高一个数量级,达到1.4S·cm-1。     

NiCu/SiO2复合催化剂的制备及其苯甲醇脱氢性能

通过湿化学法制备了一系列微量Ni金属掺杂的NiCu/SiO₂复合催化剂,并研究了其催化苯甲醇脱氢制苯甲醛的活性。同时,考察了Ni和Cu/SiO₂质量配比以及反应温度对脱氢反应转化率、选择性的影响。结果表明,在Cu/SiO₂催化剂中掺杂微量金属Ni能够大幅提高脱氢反应的活性,并且当反应温度为340℃,Ni和Cu/SiO₂质量配比为1∶200的NiCu/SiO₂(1∶200)催化剂表现出优异的苯甲醇转化率和苯甲醛选择性,分别达90.4%和84.3%。进一步,通过XRD,FT-IR,SEM,TEM,XPS和BET等技术对催化剂进行表征。结果证实高度均匀分散的微量Ni金属暴露出更多的Cu活性位点,同时微量的Ni掺杂有利于提高脱氢反应的转化率和选择性。