纯铜、纯然电极和铜钴合金电极在碱性介质中的光电化学研究

用动电位伏安法对纯铜电极,纯钴电极以及含钴量5.1%,9.7%,15%,25%和40％的铜钴合金电极在硼砂－硼酸缓冲溶液（pH8.5)中的光电化学行为进行了研究,纯铜电极,纯钴电极和铜钴合金电极均显示P－型光响应,纯铜电极的光响应来自Cu2O,纯钴电极的光响应主要来自Co3O4,铜钴合金电极的光响应来自Cu2O和Co3O4的共同作用,纯铜电极在阳极氧化过程中存在着Cu的阳极溶解和电极表面生成Cu2O膜的反应,温度升高有利于Cu2O膜的生成,除氧与否影响纯铜电极的成膜反应,纯钴电极电位正向扫描时不湿示光响应,负向扫描时显示阴极光电流,铜钴合金是极的光响应随含钴量而变化。     

BTA系列缓蚀剂对铜缓蚀作用的光电化学比较

采用光电化学方法将不同浓度的BTA(苯并三氮唑)及其衍生物在硼砂缓冲溶液(pH9．2)中对铜电极的缓 蚀性能及机理作了比较研究。研究发现,羧基类BTA衍生物(4CBTA、5CBTA、CBT-1)和酯类BTA衍生物(CBTME、 CBTBE,含BTA)对铜的缓蚀作用机理不同。前者对铜的作用主要是缓蚀剂在电极表面形成的膜能促使Cu2O膜不 断增厚,进而起到缓蚀作用,体现在一定浓度的缓蚀剂作用下,电位负向扫描过程中阴极光电流明显增大,缓蚀效 果可用阴极光电流的大小来评定,阴极光电流越大,缓蚀效果越好;后者对铜的作用主要是通过缓蚀剂在电极表面 形成的膜比较致密地阻止了溶液中的O2-进入到金属表面,改变了铜表面的Cu2O膜的化学计量比,体现在一定浓 度的缓蚀剂作用下,电位正向扫描过程中光响应由p型转为n型,缓蚀效果可用阳极光电流的大小来评定,阳极光 电流越大,缓蚀效果越好。     

铜电极在缓蚀协同作用过程中光电化学行为的转变

采用光电化学方法考察了铜缓蚀剂苯并三唑(BTA)分别与咪唑(IM)和8-羟基喹啉(HQ)的复配效果。实验表明:在电位正向扫描过程中,高浓度的IM能使铜电极的光响应从p-型转变为n-型,而HQ却不能使铜电极的光电流发生转型;在电位负向扫描过程中,HQ能使铜电极产生的阴极光电流峰值明显增大。IM和HQ分别与BTA复配后导致铜电极产生不同的光电化学响应行为。采用MM2分子力学程序和PPP-SCF量子化学方法计算了它们的分子结构参数,分析讨论了它们之间的缓蚀协同作用:IM能够促进BTA在铜表面的吸附和成膜,而HQ能够维持铜表面[Cu(I)BTA]膜的致密性和完整性。     

铜钴矿石中铜和钴的物相分析

为快速、准确进行铜钴矿石中Cu和Co的物相分析,通过对铜钴矿石溶解分离、试样制备、测试原理等方面的讨论试验,确立了铜钴矿石中自由CuO、结合CuO、硫化物钴及氧化物钴的原子吸收测定方法。该方法精密度满足分析要求,适合一般铜矿石、钴矿石及铜钴矿石中的Cu和Co的物相分析。     

聚丁基紫精修饰的p-Si光电极

用电沉积法将聚丁基紫精(PBV)覆盖干p-Si光电极表面进行修饰,提高了稳定性。在NaClO_4-NaTFA(pH=2)溶液中测量了经修饰后的光电极的循环伏安图,式量电位(formal potential)E_f为—0.23V(VS. SCE),亏电位(underpotential)为0.25V。循环扫描240次后(扫描速度50mV/s),光电流大致不变。而未经修饰的p-Si光电极,在同样溶液中进行循环伏安测量,光电流下降很快。     

掺杂型夹层光电极的光催化作用 Ⅰ.电极特性及其光解H_2O能力初探

以掺杂多晶n-TiO_2(Au)~(**)为电极表层,以n-GaAs为电极底层,以S~(2-)/S_x~(2-)做夹层液制成夹层光阳极。Pt做阴极。饱和甘汞电极做参比电极。阴阳两室均用1MNaOH做支持电解质溶液组成光电解池。实验发现夹层光阳极的光电转换能力比单独的掺杂型多晶n-TiO_2(Au)光阳极大得多,其稳定性比单独n-GaAs电极好。又发现多晶n-TiO_2·Ti~(3 )(Au)做夹层电极的表层,用氙灯照射时,无需外加偏压便可观察到阳极释O_2,阴极释H_2。初步讨论了光电裂解H_2O的机理。     

直接甲醇燃料电池所用催化剂和膜电极工艺研究进展

直接甲醇燃料电池由于其高效的能量转化效率、清洁环保、体积小、重量轻、可低温快速启动等优点,在未来将得到广泛应用.介绍了直接甲醇燃料电池工作原理及核心部件的相关研究进展,包括阳极催化剂、阴极催化剂和膜电极工艺.阐述了电极催化剂的工作原理,并按负载的活性金属组分的不同,对电极催化剂进行分类总结.阳极贵金属基催化剂中,Pt分别与Ru、Co、Fe、Ni的合金催化剂表现出比纯Pt催化剂更优越的性能.阴极贵金属基催化剂中,Pt-Fe体系催化效果较好.研究分析表明,贵金属基合金纳米结构均匀分散与载体上,产生更高的电化学活性表面积和更低的电荷转移电阻,催化剂稳定性与催化活性较大提高.非贵金属基催化剂则是以氧化物及过渡金属为代表取代Pt,展现较好性能,但还存在催化效率不足的问题.膜电极工艺流程较为成熟固定,活化工艺及质子交换膜有待深入研究.     

BTA衍生物对铜缓蚀作用的光电化学研究

研究了铜电极在含ＢＴＡ及其系列ＣＢＴＭＥ,ＣＢＴＢＥ三种缓蚀剂的硼砂缓冲溶液中的光电化学行为。当溶液中含有一定量的ＢＴ,ＣＢＴＭＥ和ＣＢＴＢＥ时,电位在正向扫描过程中,电极光响应由ｐ型转变为ｎ型。ＢＴＡ的缓蚀作用优于ＣＢＴＭＥ和ＣＢＴＢＥ。一定比例的ＢＴＡ和ＣＢＴＭＥ复配后对铜的缓蚀作用有协同效应。可以用光电化学方法评价铜缓蚀剂的效果。交流阻抗法测得的结果与光电化学方法相符。     

银汞合金电极的制备及苯加氢性能的研究

利用浸渍还原法在Nafion117离子交换膜上制备银汞合金Nafion膜电极,考察了制备电极的主要因素,通过研究得到了浸渍还原法制备银汞合金Nafion膜电极的优化条件为:氯化汞浓度0.005mol/L,用浓度为0.1mol/LNa2S2O3络合,80℃下浸渍40min,用浓度1%(wt)的SnCl2做还原剂,还原时间2h,所制备的电极电阻较小,银汞结合比较致密,主要分布在膜的内表面.将制备的电极进行电化学性能评价,研究表明银汞比为1:1的电极对苯加氢的催化活性最高,同时生成环己烷的电流效率较高为39.68%,电极具有较好的活性及选择性.     

锂离子电池用无溶剂干法电极的制备及其性能研究

采用无溶剂电极制备技术成功制备了锂离子电池用LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2干法电极片,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对干法电极片的形貌和元素分布进行了分析测试,通过倍率充放电、交流阻抗、循环充放电等测试手段研究了干法电极片的电化学性能.结果表明:纤维状PTFE广泛地分布在LiNi0.8Co...     

半导体-电解液光电极体系研究 Ⅴ.聚苯胺膜对半导体光阳极的保护作用

聚苯胺(Polyaniline,简称PA)同聚吡咯一样,可以用电化学阳极氧化的方法由苯胺单体在导电基底上聚合成膜。Noufi等报道了把这种PA膜用于单晶Si等半导体光电极的保护。苯胺的电聚合可在水溶液中进行,操作比较方便。我们在聚吡咯工作的基础上,探讨了在单晶n-Si和n-GaAs电极上PA膜的电氧化生成,并考查了PA膜对这两种电极在不同电解质溶     

Meso-5,10,15,20-四(对羟基苯基)金属卟啉对纳米TiO_2多孔膜电极的敏化研究

以吡咯和对羟基苯甲醛为原料,丙酸为溶剂采用Adler法合成了Meso-5,10,15,20-四(对羟基苯基)卟啉[H_2THPP],并以其及醋酸金属盐为原料,采用固液相结合的方法合成了Meso-5,10,15,20-四(对羟基苯基)金属卟啉[MTHPP),M=Cu,Co]。研究了H_2THPP及M(THPP)[M=Cu,Co]对纳米TiO_2多孔膜电极的敏化性质,用红外光谱和紫外可见光谱对其主要基团及敏化电极进行了表征和测试。结果发现:H_2THPP和M(THPP)[M=Cu,Co]与TiO_2间都存在微弱的相互作用。MTHPP的敏化性质与中心金属离子密切相关,敏化效果的顺序为:CuTHPPH_2THPPCoTHPP。     

HR3C在750℃空气和水蒸气中的高温氧化行为研究

利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等对奥氏体不锈钢HR3C在750℃静态空气和纯水蒸气中的高温氧化行为进行了对比研究,基于对氧化膜微观结构的细致表征,探讨了HR3C在2种气氛中的氧化机制.结果表明:在2种气氛中,HR3C表面均形成连续的(Cr,Mn)2O3膜;静态空气中HR3C合金的氧化动力学均呈现分段式抛物线规律;水蒸气的存在使得(Cr,Mn)2O3膜破裂这一过程提前并大幅加速合金的氧化,导致纯水蒸气中HR3C的氧化动力学整体偏离抛物线规律;(Cr,Mn)2O3膜的破裂是膜与基体界面空洞和膜内生长应力综合作用的结果,这使得裸露的金属基体直接与高温空气或水蒸气反应,形成Fe3O4瘤状物.     

废弃酒糟制备钴氮共掺杂生物炭及其析氧和析氢反应催化性能研究

开发用于析氧反应(OER)和氢析出反应(HER)的低成本高效催化剂在水分解领域至关重要。以废弃酒糟为碳氮源,通过碳酸钠活化实现氮掺杂和钴纳米粒子负载,同时获得复合催化剂(Co(15)-DS-4)。对比实验分析表明,凭借多孔材料的介微孔结构,表面原子的高暴露特性和活性位点Co-N的协同效应,Co(15)-DS-4表现出优异的HER和OER双功能催化活性。在Co(15)-DS-4催化作用下,碱性电解液中的电极达到10 m A/cm2电流密度需要0.42 V过电压,这远低于商业上贵重的Ru O2催化剂(≈0.5 V)。此外,Co(15)-DS-4具有优异的水分解稳定性,经3 000次循环伏安,Co(15)-DS-4的OER极限扩散电流密度仍能保持97.5%(HER极限扩散电流密度仍能保持98.3%)。这一废弃酒糟衍生碳所构筑的N掺杂多孔碳负载Co纳米粒子复合材料在水电解领域具有巨大的应用潜力。     

铝锂/镁合金与H_2O反应的热力学分析

根据吉布斯能最小原理,利用FactSage计算研究了Al-Li-H2O体系和Al-Mg-H2O反应体系的热力参数,研究了温度、合金组成和H2O量的影响。结果表明:Al-Li-H2O体系氧化反应可以自发进行,随着温度的升高反应放出的热量减少;合金组成中Al含量越高,生成的H2越少;随着Li含量增大,固态产物由Al2O3向LiAlO2、Li2O转变。Al-Mg-H2O体系氧化反应可以自发进行,随着温度的升高反应放出的热量减少;合金组成中Al含量越高生成的H2越多;随着Mg含量增大,最终固态产物由Al2O3向MgAl2O4、MgO转变。Al中添加Li或Mg因产物发生转变而对制氢反应有促进作用;H2O量增加有助于反应最终温度的降低,温差为1800~2000 K,对金属制氢的实施应用有指导意义。     

流化床电极直接碳燃料电池实验研究

将流化床电极应用到直接碳燃料电池(DCFC)中,得到一种新型的流化床电极直接碳燃料电池(FBEDCFC).为研究该燃料电池的输出特性,搭建了环形FBEDCFC实验装置,分析了反应温度、阴极气体流速、阳极气体流速、镍催化剂添加量和炭颗粒粒径对燃料电池放电曲线的影响.结果表明:反应温度为923K、阳极气体流速为18.59mm/s、阴极气体流速为19.57mm/s、镍催化剂添加量为45g、炭颗粒粒径为2.5~3.5mm时,可得到FBEDCFC的开路电压和最大输出功率密度,分别为0.896V和28.70mW/cm2.     

Inconel 740合金在空气和含有水蒸气的空气中的氧化研究

利用热重分析法、X射线衍射仪和扫描电镜与能谱分析仪研究了Inconel 740合金在空气和含有水蒸气的空气中的高温氧化行为,并分析了该合金的氧化机制.结果表明：Inconel 740合金在950℃的静态空气中氧化时,氧化动力学遵循抛物线规律,氧化膜黏附性能良好,表面氧化膜完整,外层由Cr2O3和少量的（Ni,Co）Cr2O4、TiO2组成,中间层为SiO2和Al2O3,内层氧化物为Al2O3和TiO2;合金在750℃含有10%水蒸气的空气中的腐蚀动力学也近似遵从抛物线规律,表面氧化膜很薄且致密性较差,表面氧化层主要为Cr2O3,内层氧化物为Al2O3和TiO2.     

钴铜锂复合金属氧化物热化学储热温度调控特性研究

提出通过掺杂的方法,调控复合金属氧化物的热化学反应温度,试验结果表明钴铜锂三元复合氧化物的还原起始反应温度可从850℃降低到795℃,氧化反应起始温度也可降低35～50℃。XRD和反应动力学分析表明,复合相CoLiO₂的出现使还原反应活化能均值从911 kJ/mol降低到602 kJ/mol,这是反应温度降低的主要原因。经过105个循环后,钴铜锂三元复合氧化物的氧化还原反应循环的比例仍保持在80%以上。     

新的铂-钴纳米催化剂应用于燃料电池大大提高活性和稳定性

康奈尔大学能源材料中心(EMC)研究团队于2012年10月31日表示,正在开发帯有富铂外壳的铂-钴纳米颗拉,在燃料电池的应用中,它对氧还原反应显示出良好的催化活性。大大提高了反应活性和稳定性并降低成本。一类新的铂-钴纳米催化剂由有序的Pt 3 Co金属     

苯电催化加氢SPE电极的制备研究

研究了在离子交换膜上用化学沉积和浸渍还原制备SPE电极Pt/Nafion的方法,利用SEM和荧光显微镜对Pt在膜上的形态进行了研究,并以交换电流密度为指标,评价电极苯加氢性能。研究结果表明:用化学沉积法制备的电极载铂量较大,交换电流密度较小,铂颗粒堆积密集,且主要分布在膜的外侧;而用浸渍还原法制备的电极载铂量较小,交换电流密度较大,铂颗粒主要分布在膜的内侧;因此确定采用浸渍还原法制备SPE电极。浸渍还原法的优化条件为:Pt(NH3)4Cl2浓度0.8mmol/L,浸渍时间40min,NaBH4浓度1.2mmol/L,还原时间2h,反应温度50℃,