溶胶-凝胶法制备纳米La_(1-x)Sr_xMnO_3及其电催化性能

采用表面活性剂PEG-2000辅助溶胶-凝胶法制备了不同含量锶掺杂纳米La_(1-x)Sr_xMnO_3锌-空气电池催化剂。通过TG-DSC、XRD、FTIR、TEM和极化曲线等方法研究了催化剂La_(1-x)Sr_xMnO_3的结构和电催化性能。结果表明:所制备的La1-xS rxMnO_3为钙钛矿结构,其晶体成型温度在450℃左右、晶粒尺寸处于纳米级别。以La_(1-x)Sr_xMnO_3为催化剂制备空气电极的极化曲线特征表明:La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3的电催化性能最好,当极化电压为-600mV(vs.Hg/Hg O)时,氧还原反应极化电流密度可达0.235 A/cm~2,而相同条件下制备的不含锶纳米La MnO3催化剂氧还原反应极化电流密度仅为0.165 A/cm~2,电催化活性显著提升。     

以Mn_3O_4为催化剂的锌-空气电池性能

通过热解法制备锰复合催化剂作为氧还原的催化剂.采用×射线衍射光谱法(XRD)和扫描电子显微镜法(SEM)对制备的锰催化剂进行晶型结构表征,同时采用阴极极化曲线,恒电位方波和恒电流放电等电化学测试手段,研究催化剂在碱性电解液中的催化性能.结果表明,热分解法制备的锰催化剂为Mn3O40Mn3O4催化剂在碱性介质中具有较好的电催化活性.催化剂在铝金属空气电池中具有很好的大电流放电性能.以Mn为催化剂的锌-空气电池在6 mol/LNaOH中,具有较好的大电流放电性能.     

LiNi_xMn_2-x_O_4的制备、结构及其电催化性能

为了制备出高电催化活性的电催化剂,以提高锌空气电池的放电电流密度,采用溶胶-凝胶法制备了尖晶石型电催化剂LiNixMn2-xO4(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)。通过X射线衍射(XRD)、稳态电压-电流极化曲线等方法,研究了所得样品的结构及其电催化性能。研究结果表明,Ni掺杂可显著提高尖晶石型LiMn2O4氧化物的电催化活性,当x=0.2,热处理温度为750℃,保温8h时,所制备的催化剂具有最佳的电催化活性,用该催化剂制备的空气扩散电极在-0.6V极化电位下的电流密度高达265mA/cm2。     

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。     

LiNixNn2-xO4的制备、结构及其电催化性能

为了制备出高电催化活性的电催化剂,以提高锌空气电池的放电电流密度,采用溶胶-凝胶法制备了尖晶石型电催化剂LiNixNn2-xO4(x＝0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5).通过X射线衍射(XRD)、稳态电压-电流极化曲线等方法,研究了所得样品的结构及其电催化性能.研究结果表明,Ni掺杂可显著提高尖晶石型LiMn2O4氧化物的电催化活性,当x＝0.2,热处理温度为750℃,保温8 h时,所制备的催化剂具有最佳的电催化活性,用该催化剂制备的空气扩散电极在-0.6 V极化电位下的电流密度高达265 mA/cm2.     

铝一空气电池氧还原用锰复合催化剂的研究

通过热解法制备锰复合催化剂作为氧还原的催化剂。采用XILD和SEM对制备的锰催化剂进行了晶型结构表征,同时采用阴极极化曲线、恒电位方波和恒电流放电等电化学测试手段,研究了该催化剂在碱性电解液中的催化性能。结果表明,热分解法制备的锰催化剂为Mn3O40Mn3O4催化剂在碱性介质中具有较好的电催化活性;以Mn为催化剂的铝-空气电池在6mol/L NaOH溶液中,具有较好的大电流放电性能。     

铝-空气电池氧还原用锰复合催化剂的研究

通过热解法制备锰复合催化剂作为氧还原的催化剂.采用XRD和SEM对制备的锰催化剂进行了晶型结构表征,同时采用阴极极化曲线、恒电位方波和恒电流放电等电化学测试手段,研究了该催化剂在碱性电解液中的催化性能.结果表明,热分解法制备的锰催化剂为Mn3O4.Mn3O4催化剂在碱性介质中具有较好的电催化活性;以Mn为催化剂的铝-空气电池在6 mol/L NaOH溶液中,具有较好的大电流放电性能.     

DMFC阳极催化剂Pt-M/C的制备及性能比较

分别以铁、钴、镍、铬为掺杂元素,通过液相均相沉淀-气/固高温还原两段反应方法制备了四种碳载Pt-M/C(M=Fe,Co,Ni,Cr)催化剂,并比较了四种不同合金催化剂的电催化性能。采用X射线衍射法(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)技术测试了催化剂表面的元素构成、晶体结构、表面形貌及空间分布情况。测试结果表明,Pt-Cr/C的分散较好,粒径最小。室温(20℃)下,在电解液为0.5mol/L硫酸溶液及0.5mol/L硫酸与2mol/L甲醇混合溶液中,用循环伏安法(CV)研究其电催化活性。结果表明,Pt-Cr/C催化剂的电化学活性表面积最大,具有较强的抗CO中毒能力。     

氧还原催化剂LaMn1-yCryO3的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备锌-空气电池用氧还原催化剂LaMn1-yCryO3(y=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5).XRD分析表明:合成的LaMn1-yCryO3样品具有钙钛矿型结构.TEM测试表明:样品的平均粒径有所不同,其中LaMn0.8Cr0.2O3的平均粒径较小(20 nm),分散程度好.以LaMn1-yCryO3为催化剂制备空气电极,极化特征测试结果表明:所制备的催化剂具有良好的氧还原电催化性能,且LaMn0.8Cr0.2O3电催化性能最佳,在电极电位为-200 mV(vs.Hg/HgO)时,输出电流密度为70 mA/cm2.     

脉冲电沉积法制备 DMFC 用 Pt-Ru-La/C 电催化剂

用脉冲电沉积法制备Pt-Ru-La/C电催化剂,用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)测定电催化剂的甲醇电氧化活性,XRD和EDS研究电催化剂的结构、粒径和表面元素组成.最佳脉冲电沉积条件为:脉冲通断时间比ton:toff=100:300,脉冲周期为400 ms,沉积电位为-0.4 V(vs.SCE),n(Pt):n(Ru):n(La)=1.0:1.0:0.2.该条件下制备的电催化剂对甲醇有良好的电催化活性,合金微粒比表面积为54.5 m2/g,粒径为4.5 nm.提高甲醇浓度及反应温度,可提高电催化剂的甲醇电氧化速率.     

钙钛矿型催化剂催化氧化碳黑的活性分析

采用溶胶-凝胶法制备了不同的钙钛矿型催化剂(KVO3、LaCoO3和LaMnO3)，并使用SEM、BET和XRD对催化剂进行了表征测试，其中LaCoO3的比表面积最大。利用热重分析仪对催化剂催化氧化碳黑的活性开展了程序升温氧化实验研究，并用Coats-Redfern方法进行了反应动力学分析。比较3种催化剂的热重曲线发现，在相同的升温速率下，碳黑催化氧化的起燃温度、峰值温度和燃尽温度由低到高排列顺序均为：KVO3相似文献   

微乳法制备燃料电池铂黑催化剂

采用微乳法在正庚烷/Triton X-100/正己醇/水体系合成了一系列Pt黑催化剂,首先通过绘制体系的部分拟三元相图确定微乳单相区及合适的表面活性剂与助表面活性剂体积比,进一步考察了表面活性剂浓度对制备铂黑催化剂粒径及催化性能的影响,同时还讨论了分离、洗涤和干燥等操作过程对颗粒分散性的影响.利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV)、动电位线性扫描(LSV)等手段对催化剂进行表征,结果表明该微乳体系下制得的催化剂平均粒径可控制在2～4 nm,采用无水乙醇取代水来改善干燥环境能够成功解决铂黑的团聚问题,得到的铂黑颗粒分散性能好,电化学活性与商业品相当.     

V2O5-WO3/TiO2烟气脱硝催化剂的载体选择

在选择性催化还原试验台上对4种不同TiO2为载体制备的催化剂的脱硝性能进行测试,采用BET、X射线衍射、傅里叶转换红外光谱、扫描电镜-能谱分析、X射线荧光分析和热重分析等技术进行微观表征,并与商业催化剂进行对比。以硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2适合作为选择性催化还原催化剂载体,制备的催化剂脱硝效率高,温度窗口宽,选择性好,其中硫酸盐质量分数为8%~10%时最为有利;以氯化法制备纳米TiO2过程中,生成了V3Ti6O17的聚合物导致NO脱除率较低,因此不适合作为催化剂载体。以工业级TiO2为载体制备的催化剂氨氮比为1.0时,在355~420 ℃的温度范围内NO脱除率为80%~85%,但由于成本很低,因此可以用于脱硝要求不高的场合。由钛酸丁酯溶胶法制备TiO2为载体制备的SCR催化剂性能不及硫酸法制备的纳米级锐钛型TiO2制备的催化剂,且操作复杂,技术难度大,不适宜推广。     

氧还原催化剂Fe-N/C的制备及催化性能

将乙炔黑、六次甲基四胺和六水三氯化铁混合研磨,经800℃热处理制备出氧阴极还原催化剂Fe-N/C。采用X射线衍射对催化剂结构进行表征,用电化学线性扫描法对其催化活性和稳定性进行了评价。实验考察了热处理温度和热处理时间对催化剂性能的影响。结果表明该催化剂制备的最佳催化条件为:热处理温度800℃下保温2 h。铁单质的存在和热处理温度对Fe-N/C催化剂的催化活性和稳定性影响较大,单质铁有助于催化活性位的形成。     

微波制备3V5Mn5Ce/TiO_2烟气脱硝催化剂实验研究

采用微波辐射干燥制备3V5Mn5Ce/TiO2脱硝催化剂,考察反应条件对其脱硝活性的影响,并运用XRD、SEM和BET手段对催化剂进行了表征;通过NH3、O2和NO的瞬态响应实验探讨此催化剂的SCR反应机理。结果表明,催化剂具有较好的SCR脱硝活性,空速30000 h-1,220℃时脱硝效率达到93.9%;微波干燥能够增大催化剂的比表面积,减轻粒子的团聚,使晶粒变小,分布更加均匀,提高催化剂的SCR活性;瞬态响应实验表明在此催化剂上进行的SCR脱硝反应遵循E-R机理。     

合金化提高铂在PEMFC氧还原反应中的催化活性

用液相沉积-高温合金化法制备了铂基合金催化剂,用能量散射光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)技术对催化剂的结构进行了研究,并测试了使用此催化剂的质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能,结果表明铂基合金具有面心立方的结构,铂与过渡金属的原子比接近3∶1;制备的催化剂性能优越,具有比纯铂更强的电催化能力,催化剂活性由高到低的顺序是Pt-Cr/C→Pt-Co/C→Pt-Ni/C→Pt/C。讨论了合金元素对催化剂活性的强化作用,认为合金元素的引入减小了Pt-Pt原子间距,降低了Pt的d电子轨道占有率,提高了催化剂的性能。     

碳纳米管负载La-Ni-Pt催化剂的制备与性质

采用改进的多元醇还原法以乙二醇为反应介质、PVP为保护剂、水合肼为还原剂,制备了碳纳米管(CNTs)负载的La-Ni-Pt合金催化剂,并对CNTs进行了预处理。采用XRD、TEM和EDS法,对样品La-Ni-Pt/CNTs合金和La-Ni-Pt合金的晶相结构、形貌和表面元素进行了分析;采用电化学工作站对电催化性能和耐酸腐蚀性能进行了研究。通过使用CNTs作为载体,催化剂的电催化性能和耐酸腐蚀性能均得到了提高。     

Pt-SnO2/C催化剂对甲醇的电催化氧化

采用浸渍法合成了Pt/C及Pt-SnO2/C催化剂。SEM结果表明:催化剂存在团聚现象,颗粒较大。循环伏安法(CV)研究表明:与Pt/C相比,Pt-SnO2/C不但降低了甲醇氧化的起峰电位(约0.2 V),并提高了电催化活性。SnO2有利于形成OH-吸附,加速了甲醇氧化中间体CO的脱附。     

不同反应体系制备的Pt-Co/C催化剂的催化还原性能

用微波法在三种不同反应体系:蒸馏水、异丙醇、乙二醇中,制备三种Pt-Co/C催化剂,运用循环伏安和线性扫描的方法,测试了不同反应体系中制备的Pt-Co/C催化剂在H_2SO_4和HClO_4溶液中,有、无CH_3OH时,对O_2的电催化还原情况,并考察了不同反应体系制备的三种催化剂抗甲醇性能。由实验结果可知,三种不同反应体系制备的Pt-Co/C催化剂中,在乙二醇反应体系中制备的Pt-Co/C(3)催化剂对O_2电催化还原性能最好,同时具有较好的抗甲醇能力。