纳米Ni(OH)_2/Ni-Ti-O纳米管阵列复合电极的制备及其对甲醇的电催化氧化性能

阳极氧化NiTi合金板获得了Ni-Ti-O纳米管阵列(NTOs),并将其在氢气气氛中加热至500℃还原处理2 h。采用简单的溶盐浸渍法,将Ni(OH)_2纳米颗粒负载在NTOs上制备Ni(OH)_2/NTOs/Ni Ti复合电极。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM),X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安法(CV)表征电极的表面形貌、电极表面的元素价态和其对甲醇氧化的电催化性能。研究了不同浸渍时间和Ni源浓度等工艺参数对电极微观形貌和电催化氧化性能的影响。结果表明:随着浸渍时间的延长和Ni源浓度的增加,电极上负载的催化纳米颗粒尺寸逐渐增大,氧化峰电流密度先升后降。在25℃时,将NTOs依次浸渍在0.2 mol/L NiCl_2·6H_2O乙醇溶液和0.2 mol/L NH_4OH乙醇溶液中各12 h后,可得到电催化性能良好的纳米Ni(OH)_2/NTOs电极,氧化峰电流密度达到38.41 m A·cm~(-2)。经1000次循环后,电极峰电流密度为原来的75.7%,表明纳米Ni(OH)_2/NTOs电极有良好的循环稳定性。     

纳米Ni(OH)2/Ni-Ti-O 纳米管阵列复合电极的制备及其对甲醇的催化氧化性能

阳极氧化NiTi合金板获得了Ni-Ti-O 纳米管阵列（NTOs）,并将其加热至500℃在氢气气氛中还原处理2h。采用简单的溶盐浸渍法,将Ni(OH)2纳米颗粒负载在NTOs上制备Ni(OH)2/NTOs/NiTi复合电极。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）,X射线光电子能谱（XPS）和循环伏安法（CV）表征电极的表面形貌、电极表面的元素价态和其对甲醇氧化的电催化性能。研究了不同浸渍时间和Ni源浓度等工艺参数对电极微观形貌和电催化氧化性能的影响。结果表明：随着浸渍时间的延长和Ni源浓度的增加,电极上负载的催化纳米颗粒尺寸逐渐增大,氧化峰电流密度先增后降。在25oC时,将NTOs依次浸渍在0.2M NiCl2?6H2O乙醇溶液和0.2M NH4OH乙醇溶液中各12h后,可得到电催化性能良好的纳米Ni(OH)2/NTOs电极,氧化峰电流达到38.41 mA?cm-2。经1000次循环后,电极峰电流密度为原来的75%,表明纳米Ni(OH)2/NTOs电极有良好的循环稳定性,可成为有前景的DMFC的阳极电极候选材料。     

金修饰纳米多孔Pd催化剂对甲酸氧化的电催化活性

以水热法制备出纳米多孔网状钯催化剂(nanoPd),采用电位扫描在其上沉积金,制成金修饰纳米钯电极(Au/nanoPd),运用循环伏安法(CV)、线性扫描(LSV)和交流阻抗谱(EIS)比较nanoPd和Au/nanoPd电极对甲酸氧化反应的电催化活性。CV和LSV结果表明:金在nanoPd表面的沉积促进钯对甲酸氧化的电催化活性,起始电位提前,电流密度更高。EIS研究结果也表明:在Au/nanoPd电极上,甲酸氧化反应的电荷传递电阻更低。结果表明:金修饰纳米钯电极(Au/nanoPd)对甲酸氧化具有较高的电催化活性。     

聚合前驱体法制备Ti／TiO2电极的结构和电催化活性

用伏安电荷容量表征了聚合前驱体法制备的Ti/TiO2电极的热分解温度和热分解时间对电极电催化活性的影响,用XRD,ESEM,TEM对所制电极的表面结构、形貌及TiO2的粒径进行了表征.实验结果表明:热分解温度和热分解时间对Ti/TiO2电极的伏安电荷容量有显著的影响,在热分解温度低于500℃时,延长热分解时间有利于提高电极的电催化活性.热分解反应温度大于500℃后,增长热分解时间,电极的电催化活性减小.不同热分解温度和热分解时间下所形成的不同的电极表面结构和形貌影响了Ti/TiO2电极的电催化活性.     

La掺杂对Ti/Sb-SnO2电极改性机制的研究：电化学分析

为研究稀土掺杂对Ti/Sb-SnO_2催化电极的改性机理,采用溶胶凝胶法制备了La掺杂Ti/Sb-SnO_2电极,以苯酚为目标有机物,考察了电极的电化学性能。极化曲线和Mott-Schottky分析表明:La改性Ti/Sb-SnO_2电极的析氧电位先增大后减小,且在2.0 V电位下Sn:Sb:La(摩尔比)为100:10:1.5时电极交换电流密度值最大;改性后电极的平带电势负移,Mott-Schottky拟合直线斜率从2.96降为1.66,活性表面积增大,载流子浓度提升。循环伏安和交流阻抗分析表明:掺杂后电极电化学反应电阻减小,活性电荷由14.1μF提升至322μF;苯酚直接氧化峰电流增大,峰电位减小。以上结果解释了电极电催化活性提升的内在原因。     

单晶和多重栾晶纳米钯的可见光简易合成及其光学、电学性质

以氯化钯(PdCl2)为金属前驱体,利用简易可见光辅助法制备具有单晶和多重孪晶结构的钯纳米颗粒。结果表明,不同纳米结构的形成取决于还原速率的控制。与多重孪晶结构的钯纳米颗粒不同,单晶钯纳米粒子在可见光区域表现了表面等离子共振吸收峰。纳米钯粒子的电化学性质也采用循环伏安法进行了研究。通过比较单晶和多重孪晶钯纳米粒子氧化过程的电化学参数,表明多重孪晶钯纳米粒子对乙醇有较好的电催化活性和抗中毒能力。     

单晶和多重孪晶钯纳米粒子的可见光简易合成及其光、电性能（英文）

以氯化钯(PdCl_2)为金属前驱体,利用简易可见光辅助法制备具有单晶和多重孪晶结构的钯纳米颗粒。借助高分辨透射电镜(HRTEM),可见分光光度计以及循环伏安法研究了钯纳米粒子纳米结构和电化学性质。结果表明,不同纳米结构的形成取决于还原速率的控制。与多重孪晶结构的钯纳米颗粒不同,单晶钯纳米粒子在可见光区域表现了表面等离子共振吸收峰。通过比较单晶和多重孪晶钯纳米粒子氧化过程的电化学参数,表明多重孪晶钯纳米粒子对乙醇有较好的电催化活性和抗中毒能力。     

烧结温度对Ti/IrO2-Ta2O5纳米氧化物阳极微观结构和电催化性能的影响

采用Pechini法制备Ti/IrO2-Ta2O5纳米氧化物阳极,通过SEM、EDX、XRD、极化曲线、循环伏安、电化学阻抗谱及强化电解寿命试验等测试手段,研究了烧结温度对Ti/IrO2-Ta2O5阳极微观结构和电催化性能的影响。结果表明,阳极涂层成分分布均匀,IrO2晶粒偏析不明显;Ta在铱钽固溶体中的固溶度随烧结温度升高而增大,涂层晶粒逐渐细化。随着烧结温度的升高,阳极析氧电催化活性降低,电化学活性表面积减小;500 ℃下所得Ti/IrO2-Ta2O5阳极表现出最高的强化电解寿命。     

快淬Al_(70)Pd_(17)Fe_(13)准晶脱合金化制备纳米多孔钯及其电催化活性（英文）

研究快淬Al_(70)Pd_(17)Fe_(13)准晶在稀NaCl溶液中通过电化学脱合金化制备钠米多孔钯的过程,采用循环伏安法探讨纳米多孔钯在1 mol/L KOH溶液中对甲醇的电催化活性。XRD和TEM分析表明,准晶晶粒在脱合金化初期发生纳米分解,当脱合金化完成后转变成纳米FCC-Pd。SEM观察表明,脱合金化样品中形成迷宫状的纳米多孔结构,孔径为5～20 nm,纳米钯孔壁的晶体学取向无序,尺寸均匀,厚度约为5 nm。EDS测试结果表明,纳米钯孔壁中残留约12 at.%Al。该纳米多孔钯在碱性环境中对甲醇显示明显的电催化活性。     

爆轰对纳米晶体微结构的影响

利用X射线衍射对爆轰法制备的纳米晶粒如二氧化钛和纳米发光粉(SrAl2O4Eu2 ,Dy3 )进行了初步研究.通过比较纳米晶粒的XRD微结构参数(晶粒度、晶面指数(hkl)、晶格常数、晶面间距等)和常规粗晶的差异,以及平均畸变度的计算,定量地揭示了爆轰对纳米晶粒微结构的影响.研究表明,爆轰会对合成的纳米氧化物以及复合氧化物的微结构能产生不同的畸变效应.不同的晶粒尺度,不同的前驱体,产生的晶格畸变呈现各向异性晶格膨胀和收缩现象,如液相混合炸药制备的纳米氧化钛产生的平均畸变度是固相炸药制备纳米氧化钛的1.98倍,甚至达到2.72倍,同时随着晶体粒径的增大,平均畸变度减小;而爆轰法制备的SrAl2O4Eu2 ,Dy3 纳米发光粉,在晶粒度变化不大的条件下,经过600～800 ℃的热处理后却产生了先增大后减小的平均畸变度.     

Preparation and characterization of Pt-WO<Subscript>3</Subscript>/C catalysts for direct ethanol fuel cells

Three co-impregnation/chemical reduction methods in acidic solutions of pH < 1, including ethylene glycol (EG), NaBH4, and HCOOH, were compared for Pt-WO3/C catalysts. Pt-WO3/C catalysts containing 10 wt.% and 20 wt.% platinum per carbon were prepared by the three methods; their morphology and electrocatalytic activities were characterized. The 20 wt.% Pt-WO3/C catalyst prepared by the co-impregnation/EG method presented the optimal dispersion with an average particle size of 4.6 nm and subsequently the best electrocatalytic activity, and so, it was further characterized. Its anodic peak current density for ethanol oxidation from linear sweep voltammetry (LSV) is 7.9 mA·cm-2 , which is 1.4 and 5.2 times as high as those of the catalysts prepared by co-impregnation/NaBH4 and co-impregnation/HCOOH reduction methods, 2.1 times as high as that of the 10 wt.% Pt-WO3/C catalyst prepared by co-impregnation/EG method, respectively.     

通过 Au 修饰提高质子交换膜燃料电池PtCo 合金催化剂稳定性

目的解决质子交换膜燃料电池贵金属催化剂利用率低、电化学稳定性差的问题,从而堆动其产业化进程。方法通过湿化学共沉积法获得低Pt特征的Pt Co合金催化剂,采用欠电位沉积方法制备Au修饰的Pt Co合金催化剂,应用原子吸收光谱和电化学循环伏安加速测试技术研究Au修饰Pt Co合金催化剂的电化学稳定性。结果成功制备了Au修饰的Pt Co合金催化剂。Au修饰后,Pt Co合金催化剂的氧还原反应性能几乎没有改变,但Co的溶蚀率得到降低,而且电化学稳定性也得到提高。结论通过采用Au等具有高电化学腐蚀电位的金属修饰Pt合金催化剂,以提高催化剂电化学稳定性的研究思路是可行的。     

直接气相还原法制备金属铱及其氧还原活性

采用直接气相还原法制备了金属铱催化剂。通过X射线衍射(XRD)分析了金属铱的物相组成,采用循环伏安(CV)和线性电势扫描(LSV)等电化学手段评价了金属铱的电化学性能。XRD分析结果表明在氨气气氛中,氧化铱经400℃还原3h能完全转化为金属铱单质。CV和LSV结果表明金属铱具有良好的氧还原电催化活性,且其氧还原起始电压可以达到0.51V(vs.SCE)。从原子状态角度考虑,金属铱的d带空穴多于金属铂,最终导致金属铱的氧还原电催化活性低于金属铂,但金属铱具有与金属铂相似的氧还原电催化路径。     

乙醇在修饰铂电极上的电化学氧化

为了改善铂基催化剂氧化乙醇的活性,制备磷钼酸修饰铂电极,并利用循环伏安曲线评价其对乙醇氧化的电催化活性及抗CO毒化作用。结果表明：磷钼酸修饰铂电极可以提高铂基电极氧化乙醇的催化活性以及抗CO毒化作用     

La掺杂的SnO2-Sb中间层对钛基IrO2+Ta2O5电极性能的影响

目的改善Ti/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极的析氧电催化性能。方法用热分解法在钛基材上制备了La掺杂的SnO_2-Sb中间层,并以此作为基体涂覆IrO_2+Ta_2O_5活性层,制备了Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射能谱(EDS)及X-射线衍射光谱(XRD)技术分别分析了中间层和活性层的表面形貌、元素组成及晶相结构。采用线性扫描伏安曲线(LSV)和强化寿命测试方法在硫酸溶液中分别研究了Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极的析氧电催化活性和使用稳定性。同时,考察了La的掺杂比例对Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5电极强化寿命的影响。结果相对未掺杂La的中间层,掺杂La后的中间层表面裂纹减少,有更高的析氧过电位和更低的析氧电流密度。La掺杂对活性层的表面形貌和晶相结构基本没有影响,但电极的析氧电流密度有所提高。通过测试不同La掺杂比例涂层电极的强化寿命,发现La最佳掺杂比例为nLa:nSn=0.5:100。和未掺杂La涂层相比,La最佳掺杂比例涂层电极的强化寿命提高了22.8%。结论相对于未掺杂的Ti/SnO_2-Sb/IrO_2+Ta_2O_5电极,La掺杂后的Ti/SnO_2-Sb-La/IrO_2+Ta_2O_5涂层电极析氧电催化活性和强化寿命都得到改善。     

载铂二氧化钛纳米管电极的制备及电催化性能

用水热法在二氧化钛纳米管上负载纳米铂微粒,制备出大比表面积、高表面原子数的载铂二氧化钛纳米管电极。 SEM和XRD分析证明纳米管上已负载20~30 nm的铂微粒。循环伏安测试结果表明：不含染料的体系中,载铂二氧化钛纳米管电极在0.13 V处的氧化峰电流密度为Pt片电极的10倍;含染料的体系中,载铂二氧化钛纳米管电极上对酸性大红GR的氧化峰电流密度达到Pt片电极上的4.2倍。对酸性大红GR的降解实验表明,载铂二氧化钛纳米管电极催化活性高、降解快速高效     

有机小分子在修饰铂电极上的电化学氧化

为了改善铂基催化剂氧化有机小分子的活性,制备了硅钨酸修饰铂电极,并利用循环伏安曲线评价其对有机小分子氧化的电催化活性。结果表明:硅钨酸修饰铂电极可以提高铂基电极氧化有机小分子的催化活性。     

过渡金属取代磷钼酸修饰铂电极的电化学行为

在证实了磷钼酸修饰铂电极对甲醇氧化具有较高活性的基础上，合成了3种过渡金属取代的磷钼酸，通过红外光谱测试仍为Keggin结构，并制备了过渡金属取代磷钼酸修饰铂电极，研究了修饰铂电极在硫酸溶液中的电化学行为及对甲醇的催化氧化作用。研究结果表明，3种过渡金属取代的磷钼酸修饰铂电极均对甲醇氧化表现出较高的催化活性，其中锰取代的磷钼酸修饰电极对甲醇的催化活性最高。     

直接甲酸燃料电池阳极催化剂的研究

为了改善铂基催化剂氧化甲酸的活性,制备磷钼酸和钼酸钠修饰铂电极,并利用循环伏安曲线评价它们对甲酸氧化的电催化活性。结果表明:磷钼酸与钼酸钠修饰铂电极均可提高铂基电极氧化甲酸的催化活性。此外,NiSO4可以提高甲酸在磷钼酸修饰铂电极上的电催化氧化活性。