电化学共沉积法制备Au-Pt纳米枝晶催化剂及其对醇氧化反应的催化性能

本文采用电化学共沉积法,在无任何表面活性剂的条件下,在Au纳米颗粒表面制备了不同Pt覆盖度的Au@Pt纳米枝晶催化剂。电化学测试表明,在中等Pt覆盖度时,其对甲醇氧化反应具有最好的催化性能,作为直接甲醇燃料电池阳极催化剂具有较好的应用前景。     

Mo掺杂对Pt/C催化剂乙醇氧化催化性能的影响

直接乙醇燃料电池(DEFC)由于其高能量密度、绿色无污染等优势受到广泛关注, 寻找和开发具有高乙醇氧化催化活性和抗CO中毒能力的阳极催化剂对DEFC的未来发展和商业应用具有重要意义。本研究采用微波法合成了一系列Mo掺杂的Pt/C催化剂, 并通过循环伏安法、交流阻抗法、计时电流法等电化学技术考察了Mo的掺杂量对Pt/C催化剂乙醇氧化催化活性和稳定性的影响。结果表明: Pt₂Mo/C催化剂在乙醇氧化催化过程中表现出与Pt/C相当的起始电位、最大的峰电流密度和最慢的衰减速度, 说明该催化剂具有最高的乙醇氧化催化活性和最稳定的工作性能。     

铁系元素掺杂的Pt基疏水催化剂的制备及活性研究

以炭黑为载体、乙二醇为溶剂, 利用高压微波加热法分别制备了铁系元素(即Fe、Co、Ni三种元素)掺杂的Pt基二元催化剂. 采用TEM、XRD、EDX、XPS等手段分析了催化剂的微观结构. 活性金属粒子在炭黑载体表面分布均匀; Fe、Co、Ni掺杂后, 催化剂中活性金属粒子的粒径分布变窄, 平均粒径明显减小(由4.57nm分别降低至2.17、2.41、2.55nm); 催化剂中Pt存在Pt(0)、Pt(II)、Pt(IV)三种价态. 将催化剂分散于聚四氟乙烯乳液中, 采用自然浸渍法负载于泡沫镍, 制得Pt基疏水催化剂, 考查了其对氢-水液相交换反应的催化活性. 与单一Pt基疏水催化剂相比, 过渡金属掺杂后的二元疏水催化剂对氢-水液相交换反应的催化活性明显提高. 其催化活性由高到低依次为: PtFe/C/FN>PtCo/C/FN>PtNi/C/FN>Pt/C/FN. 催化活性的提高可能主要来源于催化剂活性金属粒径的减小. 此外, H₂O分子在Fe系元素表面的解离行为也有一定的贡献.     

炭载体孔径对Pt2Sn1/蠕虫孔炭催化剂乙醇电氧化活性的影响

分别以孔径为8.5nm、4.4nm和3.1nm的3种蠕虫孔炭WMC-F7、WMC-F30和WMC-F0为载体,合成了纳米Pt2Sn1/WMC催化剂。XRD与透射电镜结果表明3种载体上的催化剂平均粒径均为3.0nm,其电化学性能却相差很大。研究发现蠕虫孔炭载体的孔径显著影响Pt2Sn1催化剂的电化学性能:当载体孔径(Dp)大于2倍催化剂平均粒径(dPt)时,催化剂(即Pt2Sn1/WMC-F7)的电化学活性面积(ESA)和乙醇电氧化(EOR)活性均为最高;当以另外两种孔径的蠕虫孔炭作载体时,Pt2Sn1催化剂活性很差。这主要归因于WMC-F7的大孔径有利于传质,提高了催化剂的利用率及乙醇电氧化活性。     

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。     

纳米多孔PtNiMo合金的制备及其对甲醇电催化氧化性能的研究

利用脱合金的方法制备了纳米多孔铂镍钼(NP-PtNiMo)合金纳米催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)和电化学测试的方法对NP-PtNiMo合金纳米催化剂的表面形貌、成分、物相和电催化性能进行了表征。运用循环伏安法(CV)和恒电位极化评价了NP-PtNiMo合金纳米催化剂在室温下对甲醇的电催化氧化性能。结果表明,NP-PtNiMo合金纳米催化剂比商业Pt/C催化剂具有更好的电催化氧化甲醇的性能,更好的电催化稳定性以及更好的抗CO中毒的能力。     

铁磁性恒弹性合金艾林瓦效应问题讨论

一、前言自从1919年法国科学家Guillaume发明第一种恒弹性合金(Fe—36Ni—12Cr)、1927年Chevenard制成世界上第一种有实用价值的恒弹性合金(命名为elinvar)以来已有60余年的历史。目前,技术上使用的恒弹性合金主要是Fe—Ni—Cr系铁磁性合金,有炭化物强化型和时效硬化型两类,其中以1946年美国H.A.Wilson公司发明的Ni—SpanC合金以及以此为基础发展起来的合金应用最广泛。此外,铁磁性恒弹性合金还有Fe—Co、Fe—Pd、Fe—Pt等系列。Fe—Co系Co—elinvar合金是日本的增本量等人在1940年发明的,只在日本得到较多的应用;而Fe—Pd、Fe—Pt系合金由于工艺性差,热弹性系数较大(只能     

脉冲电沉积法应用于铂/垂直取向石墨烯直接甲醇燃料电池催化剂

通过恒电压以及脉冲电压在直接甲醇燃料电池(DMFCs)阳极催化剂载体(垂直取向石墨烯)表面电沉积Pt。对制得的催化剂采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线衍射仪进行了表征,并采用电化学测试研究了其甲醇氧化能力。结果表明,当采用垂直取向石墨烯-碳纸(VG-CP)作为载体,且使用脉冲电压法可获得粒径更小、分布更均匀的Pt纳米颗粒,具有更优异的催化甲醇氧化性能。     

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。     

Pd-X/SnO_2复合催化剂催化乙醇电氧化性能研究

采用溶剂热法制备了SnO_2纳米棒,以其为载体,采用溶剂热还原法制备Pd-X/SnO_2复合催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱仪(EDS)对复合催化剂进行表征,采用循环伏安法考察了Pd/SnO_2掺杂非贵金属Co、Zn、Fe和Sb复合催化剂对乙醇氧化电催化性能的影响。结果表明:SnO_2纳米棒呈针尖状,大小均匀,长度为600nm,平均直径约为100nm,Pd粒子高度分散在SnO_2纳米棒表面;在1mol/L KOH+1mol/L C_2H_5OH溶液中,制得的Pd-X(Co、Zn、Fe、Sb)复合催化剂对乙醇氧化均具有较好的催化活性,其中Pd-Zn/SnO_2催化剂表现了最佳的催化性能;当E=-0.2V时,Pd-Zn/SnO_2催化乙醇氧化的峰电流密度可达为30.7mA/cm~2。     

稀土铈对镍-钴合金电极的析氢催化性能的影响

采用电沉积方法制备了Ni—Co和Ni—Co(RE)合金电权。通过电化学方法研究了其在7mol/L KOH溶波中的析氢电催化活性。实验发现，与Fe电权相比，Ni—Co和Ni—Co(RE)合金电权的析氢电位正移，其中Ni—Co(RE)合金电权的析氢电位正移250mV。通过扫描电镜和合金镀层成分分析，探讨了稀土饰对Ni—Co合金电权析氢电催化性能的影响。结果表明，稀土饰的加入提高了合金电权在7mol/L KOH溶液中的析氢电催化活性和电化学稳定性。有利于降低槽压，减少能耗。     

微波合成条件对催化剂Pt_2Mo/C的结构和甲醇氧化催化性能的影响

为了改善Pt/C催化剂的甲醇氧化催化性能,采用快速高效的微波加热技术合成了Mo修饰的Pt基催化剂Pt2Mo/C,并对比研究了微波反应时间和超声分散时间等条件对Pt2Mo/C的晶体结构、微观形貌和甲醇氧化催化性能的影响.结果表明:Pt2Mo/C的晶体结构主要是由微波反应时间决定的,超声分散时间对其几乎没有影响;Pt2Mo/C的微观形貌受微波反应时间和超声分散时间的共同影响.在本实验的研究范围内,微波反应时间和超声分散时间对催化剂Pt2Mo/C的甲醇氧化催化性能的影响顺序分别为10min15min20min5min和60min100min30min0min;制备高活性甲醇氧化催化剂Pt2Mo/C的最佳条件为微波反应10min和超声分散60min.     

Fe部分取代Co对La_(0.7)Zr_(0.1)Mg_(0.2)Ni_(2.75)Co_(0.75-x)Fe_x(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金储氢性能的影响

在氩气保护下,采用磁悬浮感应熔炼方法制备La0.7Zr0.1Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金,并研究Fe取代Co对La0.7Zr0.1Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金储氢性能及电化学性能的影响。结果表明:合金主要由LaNi5和La2Ni7相组成,随着Fe含量的增加,LaNi5和La2Ni7相的晶胞体积逐渐增大,且合金中依次出现ZrFe2相(x≥0.05)和La7Ni3相(x≥0.1)。适量的Fe取代Co,不仅能提高La0.7Zr0.1-Mg0.2Ni2.75Co0.75-x Fex(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金的储氢容量,降低合金的放氢平台压,改善合金氢化物的稳定性,而且能延长合金电极的循环寿命,提高合金电极的高倍率放电性能。     

反胶束法制备PEMFC用Pt-Ru／C催化剂

采用反胶柬法制备质子交换膜燃料电池（PEMFC）用Pt-Ru／C催化剂．反胶柬体系由环己烷、水、表面活性剂和正辛醇组成．研究了反胶束体系中水与表面活性剂的物质的量之比（ω）、不同类型的表面活性剂和不同还原剂等因素对Pt-Ru／c催化剂性能的影响．研究表明,采用SDS为表面活性剂,控制ω值在适宜的范围内,采用强还原剂KHB4,在室温下反应,可得到粒径小、分布均匀的Pt-Ru／c催化剂．透射电镜（TEM）测试结果表明,Pt—Ru粒子的平均粒径为3．1nm;X射线衍射（XRD）分析表明,Pt—Ru／c催化剂合金化程度高,相对结晶度为3．1;能量散射能谱（EDS）分析表明,形成的Pt和Ru的含量接近实验设定值在0．5mol／L的H2SO4以及与0．5mol／L的CH3OH混合溶液中的循环伏安测试结果表明,自制Pt—Ru／C催化剂与Johnson公司商品Pt—Ru／C催化剂的电化学性能相近。     

Co修饰的碳载Pt纳米粒子催化剂的制备与表征

质子交换膜燃料电池阴极需要使用高活性的电催化剂来加速氧还原反应(ORR)速率,而提高活性成分贵金属铂(Pt)的功能反应利用率可解决其关键问题.本工作利用过渡金属钴Co(Ⅱ)?有机框架(Co?MOF)为前驱体合成ORR催化剂载体Co/C,并采取浸渍?液相还原法负载Pt纳米粒子制备了合金Pt?Co/C催化剂.通过对样品的孔隙结构、物相结构、微观形貌等表征,证实了载体Co/C具有较大的比表面积和相互连通的分级介孔结构,其独特的形貌、丰富的孔隙结构使负载的Pt纳米颗粒均匀分布、粒径范围窄,平均粒径约为6.8 nm.进一步对催化剂进行电化学性能评价,其电化学活性表面积(ECSA)接近于商用Pt/C催化剂的值,结果表明合金催化剂中活性成分Pt具有较高的利用率,同时还表现出载体独特的孔隙结构优势.     

Pt/C催化剂制备及CO催化氧化性能研究

采用大气压介质阻挡放电辅助氢气热还原方法和氢气热还原方法制备Pt/C催化剂,考察了制备方法及Pt负载量对Pt/C催化性能的影响。采用X-射线衍射(XRD)、循环伏安法、CO催化氧化反应研究Pt/C催化剂的晶相结构、电催化性能和CO催化氧化活性。结果表明:大气压介质阻挡放电辅助氢气热还原所制备的样品具有更高的电化学活性和CO催化氧化活性。当Pt负载量在2%到10%之间变化时,Pt/C-PC催化活性随负载量增加而增加。XRD测试结果显示当Pt负载量为2%,5%和10%时,Pt粒径分别为:10.6 nm,9.1 nm和6.4 nm,说明采用等离子体辅助氢气热还原方法制备的Pt/C-PC催化剂,Pt负载量越大,Pt粒径越小,CO催化氧化活性更高。     

钛基银镍电极在碱性溶液中对乙醇氧化的电催化活性

以硝酸银、硫酸镍和水合肼为原料,以钛为基体,采用水热法首先合成了钛基银电极（Ag／Ti）,再以此电极为基体,采用水热法合成了银基镍电极（Ni／Ag／Ti）。SEM图像表明,金属镍以纳米球状形式沉积于银表面。利用循环伏安（CV）和恒电位阶跃（CA）等电化学方法,研究了在Ni／Ag／Ti电极和Ni／Ti电极上,乙醇在1MNaOH溶液中的电化学氧化行为。结果表明,Ni／Ag／Ti电极对乙醇的电化学氧化表现出更高的电流密度（87mA／cm^-2）。     

铂钌/聚苯胺/聚砜复合膜电极的制备及对甲醇的电催化氧化

利用电化学聚合分别制备了铂(Pt)及其铂钌(PtRu)/聚苯胺(PAN)/聚砜(PSF)复合膜电极。采用循环伏安法和电化学交流阻抗对复合膜电极的甲醇电催化氧化性能进行了比较与分析。结果表明:PtRu/PAN/PSF电极对甲醇的电催化活性比Pt/PAN/PSF电极的高,铂钌的沉积不仅改变了催化剂表面对氢的吸附性质,而且使氧化物还原峰电位向阴极方向移动。另外,对在不同浓度下沉积的铂钌电极对甲醇的催化效果也做了讨论,验证了RPt∶Ru=2∶1时,复合膜电极具有最好的催化活性。     

SnO2底层形貌对Pt／SnO2薄膜电催化氧化甲醇性能的影响

通过加入不同的有机添加剂,以电沉积一热氧化法制备了3种不同形貌的多孔SnO2薄膜,再电沉积Pt,制备得到不同形貌的多孔Pt／SnO2薄膜。通过扫描电镜（SEM）、x射线衍射（XRD）和循环伏安（CV）法分析了薄膜的形貌、结构和电催化氧化甲醇的活性。结果表明,不同形貌的多孔Pt／SnO2薄膜具有不同的电催化性能：SnO2镀液中添加聚乙二醇辛基苯基醚（OP,1．0mL／L）和苯甲醛（25mg／L）,制得的SnO2薄膜呈一定规则排列的长条状,经氧化和电沉积Pt后的多孔Pt／SnO2薄膜具有良好的电催化氧化甲醇的活性及耐CO的性能。     

Pt／C催化剂的制备及其对甲醇电催化氧化的研究

首次报道了以乙二胺四乙酸（EDTA）作为螯合剂,采用硼氢化钠还原氯铂酸制备Pt／C（Pt的质量分数为20％）纳米催化剂,TEM分析表明,通过改变反应的pH值可以获得分散度与粒径不同的Pt粒子,当pH=12．5时,Pt的分散度最高,平均粒径最小（3．2nm）。催化剂的退火处理研究表明,经270℃氮气氛围内退火后,其电催化活性有了显著提高。使用循环伏安法在甲醇的溶液中电催化氧化研究结果表明,在pH=12．5时制备的催化剂对甲醇的电催化氧化活性最高。