碳化钨增强Pt/C电催化剂上的析氢反应

研究了碳化钨(WC)增强Pt/C(Pt-WC/C)作为析氢反应的电催化剂,结果显示:Pt-WC/C电催化剂的催化析氢性能比Pt/C电催化剂高.当电流密度为200 mA/cm2时,在载有120 μg Pt-120 μg WC/C电催化剂的电极上比载有240 μg Pt/C电催化剂的电极上过电位降低了将近60 mV;Pt-WC/C电催化剂中使用较少的Pt,但催化活性有了很大的提高.提高H2SO4浓度和温度,都能提高析氢性能.动力学研究表明:Pt-WC/C电催化剂上的催化析氢反应比在Pt/C电催化剂上有更大的交换电流密度和更小的反应活化自由能.     

PEMFC用Pt/C电催化剂制备工艺及性能

采用浸渍还原法制备负载型Pt/C电催化剂,通过制备条件的优化和采用对载体碳材在流动N2气氛中的热处理技术,制备出平均粒径为3.2nm的Pt/C电催化剂;通过TEM测定了Pt颗粒尺寸和粒径分布;通过XRD确定了电催化剂中Pt的晶面分布;通过SEM观察了Pt/C电催化剂在膜电极表面的分布。采用自制单体PEMFC的电流-电压曲线评价了自制Pt/C电催化剂的性能。     

Nafion修饰Pt/C电催化剂的制备与表征

通过在合成过程中引入质子导体Nafion聚合物,制备了Pt/C-Nafion电催化剂。采用热重(TG)、元素分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及电化学方法对该催化剂进行了表征。结果表明,与Pt/C电催化剂相比,Pt/C-Nafion中Nafion聚合物的引入使得电催化剂的分散性有所提高,以Pt/C-Nafion为阴极催化剂的直接甲醇燃料电池阴极催化层中的电化学活性表面积(ECSA)达到23.61m2/gPt,比Pt/C催化剂提高近33.5%。     

反胶束法制备PEMFC电催化剂的研究

在采用反胶束法制备PEMFC用Pt/C电催化剂时,比较了3种不同类型的表面活性剂,其中由阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)组成的反胶束能制备出较小的Pt粒径,分布均匀的Pt/C电催化剂。降低反胶束中H2PtCl6水溶液的浓度,能减小催化剂中Pt的粒径,Pt(111)晶面间距也缩小,电催化活性提高。由该方法制备的Pt/C电催化剂的电化学性能与JohnsonMatthey公司的催化剂性能相当。由于反胶束法操作简便,所得催化剂粒径均匀,在PEMFC电催化剂制备方面具有较好的应用前景。     

Pt合金催化SO_2电化学氧化反应的研究

SO2电化学氧化反应一般用于工业废气脱硫、硫循环水电解制氢、硫氧化物检测等领域,随着SO2对质子交换膜燃料电池(PEMFC)毒化问题的出现,人们逐渐关注SO2电化学氧化的研究。电催化剂是SO2电化学氧化过程的关键材料之一。以Pt Ru/C、Pt3Pd/C和Pt/C作催化剂,采用循环伏安测试和极化曲线测试进行SO2电化学氧化研究。循环伏安测试结果显示,相同时间内Pt Ru/C催化剂表面SO2氧化量最高,Pt3Pd/C最低。极化曲线显示,Pt Ru/C催化剂上SO2电化学氧化的半波电位低于Pt3Pd/C和Pt/C催化剂,且Pt Ru/C催化剂上氧化峰电流最高。三种催化剂对SO2电化学氧化的活性高低为Pt Ru/CPt/CPt3Pd/C。     

加速实验对Pt/C电催化剂的耐久性研究

分别采用H2O2和H2SO4体系对Pt/C电催化剂的耐久性进行了加速实验研究,结果表明,H2O2会降低Pt/C电催化剂的团聚度,H2SO4则不会对Pt/C电催化剂的团聚度产生显著影响。H2O2加速实验对C载体造成的腐蚀作用明显,H2SO4加速实验会导致较多铂流失。     

微波合成Pt-M/C催化剂及其催化性能比较

采用微波多元醇法合成了Pt/C、Pt-M(Fe、Co、Ni)/C电催化剂,通过X-射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)测试手段对催化剂的微观结构、表面形貌等物理性能进行表征,并对其电化学性能进行了比较。测试结果表明:催化剂均高度分散在Vulcan XC-72碳载体上,Pt/C、Pt-Fe/C、Pt-Ni/C和Pt-Co/C电催化剂的平均粒径分别为:3.4、2.6、2.8、3.1 nm。在室温28℃下测得的电化学性能结果表明:合成催化剂在甲醇中的氧化活性高低顺序为:Pt-Fe/CPt-Co/CPt-Ni/CPt/C,催化剂电催化性的稳定性高低顺序为:Pt-Ni/CPt-Co/CPt-Fe/CPt/C,合成的Pt-M/C电催化剂催化性能均比Pt/C催化剂高,掺入合金Fe、Co和Ni后的Pt-M/C催化剂均具有较好的抗CO中毒的能力。     

低铂Pt/FePO_4/C催化剂在PEMFC中的应用

采用乙二醇还原法制备了Pt含量为5%(质量分数)的Pt/C和Pt/FePO4/C催化剂,并用透射电镜(TEM)表征催化剂的形貌.催化剂中Pt粒子在载体上高度分散,且粒径均匀.Pt/FePO4/C和Pt/c催化剂的平均粒径分别为1.2nm和0.9 nm.实验结果表明,Pt/FePO4/C催化剂具有较Pt/C更高的电化学活性比表面积和催化氧还原的活性.分别利用两种催化剂制备PEMFC阴极,Pt的担量均为0.08mg/cm2.以氧气为阴极反应气时,采用Pt/FePO4/C和Pt/C的PEMFC单电池的峰值功率密度分别为763mW/cm2和663mW/cm2;阴极催化剂质量比功率分别为9.54kW/g Pt和8.29kW/gPt;即作为PEMFC阴极催化剂,Pt/FePO4/C具有更高的催化活性.     

微波法合成PtMox/C催化剂及其甲醇电氧化催化性能

寻找既具有高的甲醇电氧化催化活性、又具有强的抗CO中毒能力的阳极催化剂是当前DMFC研究工作者的迫切任务.在比较研究传统的液相浸渍还原法和微波合成技术对催化剂PtMo1/2/C微观形貌、晶体结构和甲醇电氧化催化活性影响的基础上,系统研究了Pt和Mo的原子配比对PtMox/C催化剂晶体结构、甲醇电氧化催化活性和抗CO中毒能力的影响.结果表明,微波法更有利于制得高结晶度、均匀分散、甲醇氧化催化活性更高的催化剂;微波法制得的催化剂PtMox/C中,Mo的加入虽然使催化剂的晶格参数有所改变,但PtMox/C仍表现为Pt的(fcc)晶型,其中PtMo1/2/C具有最好的甲醇氧化催化性能和抗CO中毒能力.     

燃料电池Pt_3Pd/C电催化剂的表征与应用

采用自主开发的乙二醇制备方法对毫克级的实验室级别催化剂的放大制备工艺进行研究。将Pt3Pd/C合金催化剂的单次制备从0.1、1 g到10 g的逐级放大过程中,合金纳米颗粒的尺寸分布与形貌(TEM表征)、晶体结构(XRD表征)与电化学性质(循环伏安扫描与氧还原极化曲线测试),均保持良好的一致性。10 g级别放大制备的Pt3Pd/C在半电池测试中表现出良好的稳定性;在全电池测试过程表现出优于商业Pt/C的电催化性能;在组装的电堆模块及发动机系统表现出优于商业Pt/C电催化活性及稳定性,为车用燃料电池合金电催化剂的批量制备与电堆应用奠定了基础。     

The study on carbon nanotubes-supported Pt catalysts for PEMFC

Protonexchangemembranefuelcell (PEMFC)isoneofthefuelcellsdevelopedfastinrecentyears Inordertoloweritscost ,variousPt basedelectrocatalystsarepreparedtoincreasetheutilityandtoreducePtontheperunitareaoftheelectrode[1-3 ] Carbonnanotubes supportedPt (Pt/CNTs)catalystispreparedusingcar bonnanotubewithhighporosityandspecificsurfaceareaascarrierandiscomparedwithcarbon supported Pt (Pt/C)catalyst Becausecarbonnanotube (CNT )has particulardynamics ,electromagnetic ,physicalandchemicalperforman…     

非晶态Pt-CoSn合金上的甲醇电催化氧化

为了研究Pt修饰非晶态催化剂对甲醇电催化氧化行为的影响,采用两步法合成了碳载Pt修饰非晶态CoSn合金催化剂。使用透射电镜和X射线衍射技术分析了CoSn/C前体和Pt-CoSn/C催化剂的形貌及晶体结构;利用循环伏安法和旋转圆盘电极技术测试电化学性能,比较了Pt/C、PtRu/C和Pt-CoSn/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性和稳定性。结果表明,Pt修饰非晶态CoSn合金催化剂对甲醇氧化有较好的电催化性能,Pt用量显著降低。非晶态CoSn合金具有良好的质子和电子传导能力,提高了Pt对甲醇氧化的电催化活性;Pt-CoSn/C对甲醇电催化的质量活性和稳定性要优于PtRu/C催化剂。     

质子交换膜燃料电池Pt/C催化剂的回收再利用

回收质子交换膜燃料电池(PEMFC)失效的Pt/C催化剂,通过高温灼烧得到贵金属Pt渣。Pt渣经适量王水溶解、煮沸、浓缩和再稀释制成H2PtCl6溶液。以H2PtCl6为Pt的前驱体,采用无机胶体法重新制备出PEMFC用Pt/C催化剂。透射电子显微镜测试结果表明,采用优化的工艺条件所制备的Pt/C催化剂平均粒径为2.6nm,且分散性好、粒度均匀。X射线衍射分析表明,催化剂中Pt(111)晶面的相对含量较高,其面间距较小,且催化剂的结晶度略有降低,这些结构特点对催化氧还原反应是有利的。循环伏安法测试表明所制备的Pt/C催化剂对氢和氧电极过程具有良好的电催化性能。     

N,Sn掺杂的TiO_2对Pt/C电催化活性的影响

研究了N及Sn元素掺杂的TiO2(NTT)对Pt/C电催化活性的影响,并在全增湿及低增湿工况下,考察了NTT/Pt/C催化剂所构成的质子交换膜燃料电池(PEMFC)的性能。制备了N及Sn掺杂的TiO2,X射线光电子光谱法(XPS)、透射电子显微镜法(TEM)及X射线衍射光谱法(XRD)表征说明N及Sn元素已经掺入到TiO2中,其颗粒平均粒径为14.3nm,晶形为单一锐钛矿型。以不同比例混入Pt/C催化剂后,对NTT/Pt/C共混催化剂进行了循环伏安扫描和旋转圆盘电极测试,研究了其对Pt/C催化剂电化学活性面积及氧还原半波电位的影响;并在不同增湿条件下,在单电池中对NTT/Pt/C及Pt/C催化剂进行了测试。结果发现NTT不仅可以促进Pt/C催化剂活性,并且具有一定的保水能力,在低增湿工况下可以显著提升PEMFC的性能。     

甘油和乙醇在Pt-CeO2/C电极上的氧化

用交替微波加热法快速制备CeO2/C复合材料,进而制备Pt-CeO2/C.用电化学方法研究了甘油、乙醇在KOH溶液中,在Pt/C和Pt-CeO2/C电极上的电化学氧化性能.结果显示:负载在碳粉上的Pt和Pt-CeO2催化剂对甘油和乙醇的电化学氧化具有较高的活性,而Pt-CeO2/C催化剂与Pt/C催化剂相比,表现了更好的活性和更强的抗毒化能力.     

热处理对Pt/C和PtRu/C催化剂活性的影响

对商业Pt/C和PtRu/C催化剂进行真空加热处理,研究热处理对催化剂微观结构变化及甲醇氧化的影响.X射线衍射光谱法(XRO)和热重(TG)研究结果表明:低温(210℃以下)真空加热处理对Pt/C和PtRu/C催化剂活性金属组分的晶体结构和催化剂表面处于活性位置(Pt-C结合位置)的碳原子数没有较大影响.电化学测试结果表明:热处理后的商业Pt/C和PtRu/C催化剂对甲醇氧化活性均高于初始催化剂,而且180℃加热处理的Pt/C和PtRu/C催化剂对甲醇催化氧化性能最好,其电化学稳定性在热处理前后基本保持不变.     

Improvement on ferroelectric properties of metal-organic decomposited PZT thin film prepared by using prenucleation layer

Abstract

Perovskite SrRuO₃ (SRO) layer was, for the first time, been successfully synthesized by using metal-organic decomposition (MOD) process. The presence of SRO buffer layer on Pt(Si) substrates has significantly enhanced the crystallization and densification behavior of the subsequently deposited Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃ films. The pyrochlore free perovskite phase can be obtained by post-annealing the PZT/SRO/Pt(Si) films at 500°C, which is 50°C lower than that needed in PZT/Pt(Si) films. The fine grain (～0.3 μm) microstructure can be attained by post-annealing at 650°C for PZT/SRO/Pt(Si) films and 700°C for PZT/Pt(Si) films. The ferroelectric hysteresis properties of the two PZT films are comparable to each other. The leakage current properties of PZT/SRO/Pt(Si) films increased pronouncedly with post-annealing temperature, resulting in inferriar leakage behavior to PZT/Pt(Si) films.     

Pt-ZrO2/C催化剂对CO电氧化机理探讨

采用传统的浸渍还原法制备了Pt-ZrO2[20%Pt-ZrO2(质量分数)]催化剂并研究了其对CO电氧化的催化活性.CO溶出实验结果表明:ZrO2的加入使吸附在催化剂表面的CO氧化电位向低电位方向移动,有利于提高催化剂的抗CO中毒能力.利用平均场模型和RO-PG模型对吸附在Pt-ZrO2/C电极表面的CO氧化机理进行了模拟,结果表明在Pt-ZrO2/C电极表面吸附的CO氧化遵从平均场模型.