Pt-W-Ru-Se簇合物用于DMFC氧还原性能的研究

用低温合成法制备出不同Pt掺杂量的Pt-W-Ru-Se催化剂,应用旋转圆盘电极电位扫描法测试其对氧还原反应的催化作用,采用XRD、EDS、XPS技术表征结构及表面组成。结果表明,Pt能够显著增强W-Ru-Se对氧还原反应的催化活性,尤其以含5%Pt(质量分数,下同)的Pt-W-Ru-Se催化剂最为明显,在0.5mol·L-1H2SO4中其对氧还原反应的电催化活性超过了W-Ru-Se和Pt;甲醇存在时,其稳定性和抗甲醇性也都超过了Pt。     

Ni掺杂的Pt/C碱性条件下电催化氧还原性能(英文)

采用溶胶法制备了用于阴离子膜直接甲醇燃料电池的Pt-Ni/C阴极电催化剂,用XRD、XPS和TEM对催化剂进行了表征,电位线性扫描伏安法测试电化学活性及抗甲醇性.结果表明,制备的Pt-Ni合金颗粒分布均匀,粒径为3～5 nm;掺杂Ni元素可显著增加Pt的催化活性和抗甲醇性,在相同碱性电解液中,不同原子比例Pt-Ni/C的催化剂以Pt50Ni50/C的活性最高,抗甲醇性相对Pt/C有显著提高,在0.1 mol/L KOH溶液中其最大电流密度达到106 mA/mg,氧电还原起始过电位比Pt/C的小50 mV.     

MnO_2@graphene复合材料的制备及其对微生物燃料电池阴极氧还原反应的催化活性

以高锰酸钾、草酸锰、石墨烯为原料,采用化学共沉淀法制备MnO_2@graphene复合材料,用X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、比表面测定等对其进行表征。以MnO_2@graphene为MFC阴极氧还原反应催化剂,采用循环伏安法和电化学阻抗法研究MnO_2@graphene催化电极对氧还原反应的催化活性。结果表明:粒度为400 nm左右的MnO_2颗粒通过静电相互作用均匀而牢固地分散在纸片状graphene表面,形成MnO_2@graphene复合材料。循环伏安测试结果表明:当扫描速率为5 m V/s时,虽然MnO_2@graphene催化电极在p H为7.0的磷酸盐缓冲体系(PBS)的氧还原反应起峰电位比Pt/C催化电极负0.048V,但其峰电位(-0.440 V)与Pt/C催化电极的起峰电位(-0.434 V)接近。随着循环次数的增加,MnO_2@graphene催化电极的起峰电位稍有下降,但峰电流密度下降很小,表明MnO_2@graphene催化剂具有更好的氧还原催化活性和更优秀的循环稳定性。电化学阻抗实验发现:MnO_2@graphene催化电极的电荷转移阻抗为12.6?,比同条件下Pt/C催化电极和MnO_2催化电极的低,表明由于graphene增加MnO_2的导电性,降低催化电极电荷转移阻抗,加快电子的转移速率,促进阴极氧还原反应。     

热处理对甲醇氧化催化剂Nb2O5·nH2O-Pt/C的影响

采用沉淀法制备甲醇氧化电催化剂10%Nb2O5·nH2O-20%Pt/C,并在Ar气氛下对它进行热处理。用XRD和HRTEM研究热处理对10%Nb2O5·nH2O-20%Pt/C结构和形貌的影响,用循环伏安法和计时电流法研究热处理对10%Nb2O5·nH2O-20%Pt/C电化学性能的影响。结果表明：随着热处理温度的升高,催化剂Pt尺寸增大、活性提高;与无热处理的20%Pt/C相比较,700 ℃热处理的10%Nb2O5·nH2O-20%Pt/C对甲醇的催化氧化性能最好,它对甲醇氧化的起始电位降低了150 mV,对甲醇的氧化峰电流提高了2.48倍     

MnO_2@graphene复合材料的制备及其对微生物燃料电池阴极氧还原反应的催化活性EI北大核心CSCD

以高锰酸钾、草酸锰、石墨烯为原料,采用化学共沉淀法制备MnO_2@graphene复合材料,用X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、比表面测定等对其进行表征。以MnO_2@graphene为MFC阴极氧还原反应催化剂,采用循环伏安法和电化学阻抗法研究MnO_2@graphene催化电极对氧还原反应的催化活性。结果表明:粒度为400 nm左右的MnO_2颗粒通过静电相互作用均匀而牢固地分散在纸片状graphene表面,形成MnO_2@graphene复合材料。循环伏安测试结果表明:当扫描速率为5 m V/s时,虽然MnO_2@graphene催化电极在p H为7.0的磷酸盐缓冲体系(PBS)的氧还原反应起峰电位比Pt/C催化电极负0.048V,但其峰电位(-0.440 V)与Pt/C催化电极的起峰电位(-0.434 V)接近。随着循环次数的增加,MnO_2@graphene催化电极的起峰电位稍有下降,但峰电流密度下降很小,表明MnO_2@graphene催化剂具有更好的氧还原催化活性和更优秀的循环稳定性。电化学阻抗实验发现:MnO_2@graphene催化电极的电荷转移阻抗为12.6?,比同条件下Pt/C催化电极和MnO_2催化电极的低,表明由于graphene增加MnO_2的导电性,降低催化电极电荷转移阻抗,加快电子的转移速率,促进阴极氧还原反应。     

Pt掺杂的纳米Ni电催化氧化甲醇性能的研究

采用溶胶凝胶法制备了碳载纳米双金属Ni-Pt(5%,质量分数)/C电催化剂,用TEM、XRD和XPS表征金属粒子的形貌、晶相结构、表面元素及其价态,循环伏安法测试催化剂在碱性溶液中电催化氧化甲醇的活性。结果表明,Ni-Pt金属粒子在碳载体上分布均匀,粒径为3～6nm,少量Pt的掺杂对纳米Ni活性有明显提高,其中,合金型Ni-Pt(5%)/C在1.0mol/LNaOH+1.0mol/LCH3OH溶液中峰电流密度可达85.6mA/mg,是Ni/C峰电流密度的8.7倍,达到Pt/C峰电流密度的15.3%。单位质量铂的电流显著提高。     

碳载Pd-Co-Au合金纳米粒子的制备及其电催化性能

采用乙二醇还原法并进一步热处理制备碳载Pd-Co-Au(Pd-Co-Au/C)三元合金纳米电催化剂,通过旋转圆盘和环盘电极等技术评价催化剂对氧气还原反应的电催化活性,并分析氧气还原的机理.结果表明:合成Pd-Co-Au/C催化剂中Pd和Au两相面心立方(fcc)结构共存,且随着热处理温度的提高,对应于Au的衍射峰强度减弱,而Pd衍射峰强度增强:当温度高于800℃时,形成具有Pd单相fcc结构的三元合金纳米催化剂.氧气还原反应的动力学表明:氧气在Pd-Co-Au/C三元合金催化剂上按4e路径还原为水.电化学表征表明,在酸性介质中,经800℃热处理的Pd7Co<<2>Au1/C催化剂对氧气还原的电催化活性最高,接近于商业化Pt/C的性能;而在含甲醇的酸性介质中,Pd-Co-Au/C催化剂电催化氧气还原的活性显著高于Pt/C.因此,Pd-Co-Au/C是一种高抗甲醇的新型氧气还原反应电催化剂.     

胶体法制备高活性Pt-Ni双金属纳米粒子及其甲醇催化性能研究

采用胶体法分别以乙酰丙酮铂(Pt(acac)_2)和乙酸镍(Ni(ac)_2·4H_2O)为前驱体制备了(1:3,1:1,3:1)不同摩尔比的Pt-Ni合金纳米粒子,将其负载在XC-72碳黑载体获得Pt-Ni/C双金属催化剂,其中Pt_3Ni/C催化剂催化活性最高,其正向扫描峰电流密度是42.5 m A·cm~(-2),分别是Pt Ni/C、Pt Ni3/C和Pt/C催化剂的3.2、5.3和1.2倍;而催化剂抗中毒能力则是Pt Ni_3/C最强(I f/I b值为23.5)。TEM和XRD分析表明Pt-Ni双金属纳米粒子单分散性好,粒径分布为2~4nm;同时XPS结果表明Ni的掺杂改变了Pt的外层电子层结构,减少了表面Pt原子对CO的吸附,释放出更多的Pt活性位,从而提高了Pt-Ni/C双金属催化剂的电催化活性和抗中毒能力。     

热处理对Pt纳米线电催化性能的影响

采用阳极氧化铝(AAO)模板法电化学沉积制备了Pt纳米线催化剂,并进行了热处理。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试对热处理前后Pt纳米线催化剂的晶体结构、形貌和电催化性能进行了表征,并与商业碳载铂(Pt/C)做对比。SEM照片表明制备了表面粗糙的Pt纳米线。循环伏安法(CV)和计时电流曲线表明,Pt纳米线较Pt/C催化活性高,退火后Pt纳米线更利于甲醇氧化,且稳定性更好。旋转圆盘电极(RDE)测试研究发现,未经热处理的Pt纳米线催化剂氧还原反应(ORR)极化曲线的半波电势相对Pt/C有正移,有更大的极限扩散电流,利于氧还原反应的发生。     

WxC/GC的离子交换-碳化制备及其载铂电化学性能

以离子交换树脂为碳源,偏钨酸铵(AMT)为钨源和亚铁氰化钾(K_4Fe(CN)_6·3H_2O)为催化剂,采用离子交换法制备树脂基前躯体,在氮气气氛下高温还原同步碳化制备碳化钨/石墨碳(WxC/GC)复合物。以WxC/GC为载体,采用微波加热乙二醇还原法负载纳米铂(Pt)颗粒制备了Pt/WxC/GC催化剂。通过XRD、TG和SEM等测试技术分析了WxC/GC的形成过程及其形貌。并在酸性介质中测试Pt/WxC/GC的电催化性能。实验结果表明:制备的WxC/GC复合物颗粒细小,分散均匀,WxC粒径为2~30 nm。载质量分数10%Pt的Pt/WxC/GC在酸性介质中具有较好的电催化活性和稳定性,对甲醇的氧化电流密度峰值为39 mA·cm~(-2)。     

Fabrication, annealing, and electrocatalytic properties of platinum nanoparticles supported on self-organized TiO2 nanotubes

The platinum nanoparticles supported on self-organized TiO2 nanotubes （Pt-TiO2/Ti） were prepared using electrochemical anodic oxidation followed by cathodic reduction. The structure and chemical nature of the Pt-TiO2/Ti electrocatalyst were investigated by X-ray diffraction （XRD） and scanning electron microscopy （SEM）. Both XRD and SEM results indicate the presence of platinum on nanotubular TiO2. The stability of the Pt deposits was also investigated in 0.5 mol/L H2SO4 solution by cyclic voltammetry. The electrocatalytic activity of the Pt-TiO2/Ti catalyst exhibits enhancement effect during electro-oxidation of methanol when annealed to anatase. Successive cyclic voltam- mograms of methanol oxidation on the Pt-TiO2/Ti electrocatalyst shows unique electrocatalytic characteristics when compared to methanol oxidation on the bulk Pt catalyst. This is because of further quick oxidation of adsorbed CO by Pt （111） facets of Pt particles on self-organized TiO2 nanotubes when the formation of an electroactive film onto the working catalyst surface occurs.     

几种有机阴离子的电迁移及其对闭塞区的影响

用模拟闭塞电池方法研究了低碳钢/碱性NaCl水溶液体系中三种有机阴离子十二烷基硫酸根(C     

不同掺杂Mo含量对CrMoN薄膜耐腐蚀性能的影响研究

利用多弧离子镀技术,在4Cr13不锈钢表面制备CrN薄膜,并掺杂不同含量的Mo原子,制备CrMoN复合薄膜。用XRD、附着力划痕仪、显微硬度计和电化学测量仪分别检测复合薄膜的相结构、结合力、硬度以及在3.5% NaCl溶液、1 mol?L-1 NaOH溶液和1 mol?L-1 H2SO4溶液中的电化学腐蚀性能。结果表明;CrMoN复合薄膜形成了以NaCl型面心立方CrN结构为基础的（Cr,Mo）N结构;当Mo含量达到31.08%时,在（311）、(111)方向上出现Mo2N的衍射峰,此时薄膜出现了CrN、(Cr,Mo)N和Mo2N相结构并存的情况。当Mo的原子百分比为7.09% 时,结合力最大为57N,显微硬度达到最大值2962.3 HV;当Mo含量为14.26%时,在H2SO4溶液和NaOH溶液中耐蚀性能最好;当Mo含量为5.15%时,在NaCl溶液中耐蚀性能最好。复合薄膜腐蚀机理主要是局部腐蚀中的小孔腐蚀,缝隙腐蚀和电偶腐蚀也会发生。     

碱性条件下M/C(M=Pt, Pd, Ni, Ag, Au)对甲醇氧化电催化活性的对比研究

用化学还原法制备了M/C(M=Pt, Pd, Ni, Ag, Au) 5种纳米金属碳截催化剂,用XRD、XPS分别表征活性物的晶相结构、表面组成和价态形式,用TEM观察催化剂微观形貌,用循环伏安法测定不同催化剂对甲醇氧化的电催化活性。结果表明,催化剂中的纳米金属粒径在3~11 nm之间,纯度较高,在载体表面的分布较为均匀;Pd/C催化剂对甲醇氧化有较好的催化作用,Ni/C对甲醇氧化有一定的活性,而Ag/C和Au/C几乎没有活性。在1 mol·L-1CH3OH+1 mol·L-1NaOH条件下,Pd/C对甲醇氧化最高峰电流密度为890 mA·mg-1,约为Pt/C的66%,Ni/C对甲醇氧化最高峰电流密度为6.3 mA·mg-1,仅为Pt/C的0.46%。     

THE EFFECT OF POWERFUL OXYGEN EVOLUTION METAL-OXIDE ON THE ELECTROOXIDATION OF METHANOL

1. IntroductionThe direct methanol fuel cell (DMFC) is a promising power source for electric vehicles[1--4] 5but its development is hampered by the large anodic overvoltage. For methanol, six electrons must be exchanged for complete oxidation and the oxidation kinetics is inherentlyslowed, so some illtermediates are formed during methanol oxidation. In fuel cells, as theplatinum alone is not a sufficiently active methanol oxidation electrocatalyst, Pt--basedmultimetallic catalysts earn the a…     

Preparation of SO2-4/TiO2-WO3 solid superacid and its catalytic activity in acetalation and ketalation

SO2-4/TiO2-WO3 was prepared and its catalytic activity under different synthetic conditions was discussed with esterification of n-butanoic acid and n-butyl alcohol as probing reaction. The optimum conditions are found that the mass fraction of H2WO4 used in the compound is 12.5%, the calcination temperature is 580℃, the calcination time is 3 h, and the soaked consistency of H2SO4 is 1.0 mol.L-1. Then SO2-4 /TiO2-WO3 was applied as the catalyst in the catalytic synthesis of eight similar important ketals and acetals under the optimum conditions and revealed high catalytic activity. On condition that the molar ratio of aldehyde/ketone to glycol is 1:1.5, the mass fraction of the catalyst used in the reactants is 0.5%, and the reaction time is 1.0 h, the yields of ketals and acetals can reach 64.2%-95.1%. Moreover, it can be easily recovered and reused.     

Corrosion of Glassy (Ni8Nb5)99.5Sb0.5 Alloy and Stability of Passive Film

通过浸泡法和电化学腐蚀法研究了(Ni8Nb5)99.5Sb0.5非晶在1,6mol/LHCl,1mol/LH2SO4和3%NaCl(质量分数)溶液中的腐蚀行为,对相应的组分金属Ni,Nb和Sb的腐蚀行为进行了比较。钝化膜的稳定性使用恒电位法和XPS深度剖析进行了研究,电化学极化测试后用扫描电镜观察了合金的表面形貌。结果表明,Ni-Nb-Sb合金在1mol/LHCl,1mol/LH2SO4和3%NaCl(质量分数)溶液中具有良好的抗腐蚀性,在6mol/LHCl溶液中,非晶合金的抗腐蚀性较差。在含有氯的介质中,电化学腐蚀后非晶合金表面被晶化,且有过钝化溶解。对钝化膜的稳定性研究表明,在低电压下,钝化膜的生长是由扩散控制的,而在高电压下,则主要呈活化腐蚀。     

硅钨酸修饰多晶铂电极及其电催化性能

通过循环伏安扫描制备了硅钨酸修饰多晶铂电极，在电极制备过程中发现，SiW12在Pt电极表面的氢区发生了氧化-还原反应，而在氧区使电极表面含氧粒子的吸附增加。通过循环伏安和恒电位I-t曲线研究了该修饰电极在硫酸溶液中的电化学行为和对甲醇氧化的电催化作用。研究结果表明：硅钨酸修饰多晶铂电极提高了甲醇氧化的催化活性和抗CO中毒性。