高温共烧铂电极浆料的制备研究

汽车所用的片式氧传感器需要多层高温共烧结制备,烧结温度大于1500℃,如此高的烧结温度对铂电极浆料的耐热性提出较高的要求,要求反应铂电极浆料有较高耐热性能,高温烧结收缩较小,反应电极有高致密性多孔层叠的结构进而使得铂电极-YSZ-气体三相界面增长,使得片式氧传感器的氧敏响应性能和催化性能显著提高;要求加热铂电极要有致密的结构,阻值稳定,连续性好,长时间通电不易烧断。传统的铂电极浆料烧结温度为800~1200℃,明显不能满足高温烧结的需要。本文研究制备了适用于高温烧结的铂反应电极浆料和铂加热电极浆料。     

汽车氧传感器用电极材料的研究

汽车氧传感器根据工作原理可分为3类:(1)浓差型;(2)极限电流型;(3)氧化物半导体型。汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件,电极是氧传感器中最重要的组成部分。目前,低温(600℃)下以银电极为主;高温(600～900℃)下则以铂电极为主,但因其价格昂贵,金属陶瓷复合电极正逐渐代替铂电极;一些半导体金属氧化物电极也表现出一定的应用前景。     

Ti14合金触变可锻性研究

汽车氧传感器根据工作原理可分为3类:(1)浓差型;(2)极限电流型;(3)氧化物半导体型.汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的传感部件,电极是氧传感器中最重要的组成部分.目前,低温(600℃)下以银电极为主;高温(600～900℃)下则以铂电极为主,但因其价格昂贵,金属陶瓷复合电极正逐渐代替铂电极;一些半导体金属氧化物电极也表现出一定的应用前景.     

氧传感器用ZrO2-Y2O3固体电解质电导性能的研究

采用低温处理制备的ZrO2-Y2O3系列超细粉末,粉末粒度达到10－50nm,经压制、等静压成型、高温烧结成致密的氧化锆陶瓷。分别采用超细铂粉、专用铂电极浆料以及氯铂酸等原料制作电极,用交流电桥法测试各种陶瓷的导电性能,通过比较分析,基本确定了制备氧传感器的ZrO2-Y2O3系列固体电解质的组成。     

液相还原法制备纳米铂粉研究

采用液相还原法，以硼氢化钾(KBH₄)作为还原剂，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)等作为分散剂，将还原剂、分散剂及其他添加剂混合制成还原液，加入到处理过的氯铂酸(H₂PtCl₆)溶液中制备电子浆料用纳米铂粉。研究了还原过程中氯铂酸浓度、还原液p H值、分散剂种类等对铂粉粒度大小及形貌的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对铂粉进行表征。结果表明，通过控制反应条件可制备平均粒径在20～100 nm的高纯纳米铂粉。对上述铂粉制备的铂浆料指标进行分析后表明，其可应用于制备催化铂电极。     

基底温度对氧化铂薄膜结构与催化性能的影响

氧化铂电极是安全壳内置氢浓度监测传感器的重要元件,因其力学和电催化性不足而使氢传感器处于瓶颈,限制了我国AP1000技术的全面国产化。本文采用反应磁控溅射法在铂基材上成功制备出氧化铂薄膜电极,并探究了不同基底温度对薄膜组成、形貌及电催化性能的影响。结果表明,在Ar/50%O2溅射气氛下可获得由PtO和PtO2组成的氧化铂薄膜。随着温度由室温（RT）升至200℃,非晶态薄膜中氧空位逐渐被修复并转化为晶态,形成具有三维纳米枝晶状、无裂纹的薄膜,其PtO2占比提高,电化学活性面积（ECSA）增加,稳定性提高;而随着温度升至400℃,薄膜中氧空位浓度大幅降低,平均晶粒尺寸进一步增加,PtO2逐步分解为PtO和Pt,ECSA减小,稳定性及氧还原活性降低。     

MnO_2@graphene复合材料的制备及其对微生物燃料电池阴极氧还原反应的催化活性EI北大核心CSCD

以高锰酸钾、草酸锰、石墨烯为原料,采用化学共沉淀法制备MnO_2@graphene复合材料,用X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、比表面测定等对其进行表征。以MnO_2@graphene为MFC阴极氧还原反应催化剂,采用循环伏安法和电化学阻抗法研究MnO_2@graphene催化电极对氧还原反应的催化活性。结果表明:粒度为400 nm左右的MnO_2颗粒通过静电相互作用均匀而牢固地分散在纸片状graphene表面,形成MnO_2@graphene复合材料。循环伏安测试结果表明:当扫描速率为5 m V/s时,虽然MnO_2@graphene催化电极在p H为7.0的磷酸盐缓冲体系(PBS)的氧还原反应起峰电位比Pt/C催化电极负0.048V,但其峰电位(-0.440 V)与Pt/C催化电极的起峰电位(-0.434 V)接近。随着循环次数的增加,MnO_2@graphene催化电极的起峰电位稍有下降,但峰电流密度下降很小,表明MnO_2@graphene催化剂具有更好的氧还原催化活性和更优秀的循环稳定性。电化学阻抗实验发现:MnO_2@graphene催化电极的电荷转移阻抗为12.6?,比同条件下Pt/C催化电极和MnO_2催化电极的低,表明由于graphene增加MnO_2的导电性,降低催化电极电荷转移阻抗,加快电子的转移速率,促进阴极氧还原反应。     

MnO_2@graphene复合材料的制备及其对微生物燃料电池阴极氧还原反应的催化活性

以高锰酸钾、草酸锰、石墨烯为原料,采用化学共沉淀法制备MnO_2@graphene复合材料,用X射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、比表面测定等对其进行表征。以MnO_2@graphene为MFC阴极氧还原反应催化剂,采用循环伏安法和电化学阻抗法研究MnO_2@graphene催化电极对氧还原反应的催化活性。结果表明:粒度为400 nm左右的MnO_2颗粒通过静电相互作用均匀而牢固地分散在纸片状graphene表面,形成MnO_2@graphene复合材料。循环伏安测试结果表明:当扫描速率为5 m V/s时,虽然MnO_2@graphene催化电极在p H为7.0的磷酸盐缓冲体系(PBS)的氧还原反应起峰电位比Pt/C催化电极负0.048V,但其峰电位(-0.440 V)与Pt/C催化电极的起峰电位(-0.434 V)接近。随着循环次数的增加,MnO_2@graphene催化电极的起峰电位稍有下降,但峰电流密度下降很小,表明MnO_2@graphene催化剂具有更好的氧还原催化活性和更优秀的循环稳定性。电化学阻抗实验发现:MnO_2@graphene催化电极的电荷转移阻抗为12.6?,比同条件下Pt/C催化电极和MnO_2催化电极的低,表明由于graphene增加MnO_2的导电性,降低催化电极电荷转移阻抗,加快电子的转移速率,促进阴极氧还原反应。     

IrO_2复合涂层电极的研究进展

IrO_2复合物具有优良的耐腐蚀、抗氧化特性和电化学特性,被应用于析氧催化与氧还原催化领域。本文综述了近几年来IrO_2复合涂层电极的研究进展,主要包括IrO_2晶体结构特点、IrO_2复合涂层电极制备方法以及复合涂层电极在析氧催化与氧还原催化领域的相关研究。     

科学家找到铂电极的替代品

据报道，广泛采用燃料电池的无污染地发电可能已经快要实现了。现在有2个研究团队已经研发出了替代以昂贵的铂电极为基础的将氢和氧转化为水或是反之亦然的方法。在一个氢燃料电池中，氢气在通过2个含有催化剂的电极中的—个电极时，它被分裂成为一个氢质子和一个电子。电子在回路中的流动产生了电流，而质子则流向另外一个电极，并在那里与氧结合而形成水分子。以铂为基础的催化剂还用于将水裂解为氢和氧，     

Pd-Ag合金在电化学氢传感器中的应用研究

研究了Pd-Ag合金电极在KOH溶液中的电化学行为，讨 论了H在Pd-Ag合金上的作用原理并推导出传感器响应信号和氢气量的定量关系，指出Pd-Ag 合金适合于作为氢传感器的选择性催化阳极并研究了以Pd-Ag合金为阳极的电化学氢传感器 的性能特点.     

铂复合电极研究进展

铂复合电极是通过适当的工艺将铂复合在钛、钽、铌等基体上.主要介绍了铂复合电极的主要复合方法及应用领域.水溶液电镀和冶金复合是目前最常用的制备铂复合电极的方法.此外,铂电极复合方法还有熔盐电镀,磁控溅射,化学气相沉积等,指出了各种方法的优缺点及发展方向.铂复合电极强度高,耐腐蚀性、导电性好,催化活性高,主要应用于阴极保护、电析金属、离子水制备等领域中.     

氢传感器用铂电极的制备及性能研究

采用浆料涂覆烧结法制备铂电极,对比了基材处理方式(磁控溅射/喷砂)、铂黑(Ptb)和氧化铂(PtO₂)粒径差异对电极形貌、附着力、方阻及电催化性能的影响。结果表明,基材采用磁控溅射法制备的涂层表面结构优于喷砂法的涂层,使其剥离强度均略高于喷砂处理的样品;针对于粉末粒度,需控制在一定范围内(即Ptb(350nm)和PtO₂(350nm)),其制备的涂层表面易形成蜂窝状或絮状的微连接结构,可显著降低方阻,提高其附着力。对结构和附着力较好的Ptb/Pt电极和PtO₂/Pt电极进行CV曲线分析,PtO₂/Pt电极的电催化性能优于Ptb/Pt电极。     

热处理对Pt纳米线电催化性能的影响

采用阳极氧化铝(AAO)模板法电化学沉积制备了Pt纳米线催化剂,并进行了热处理。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试对热处理前后Pt纳米线催化剂的晶体结构、形貌和电催化性能进行了表征,并与商业碳载铂(Pt/C)做对比。SEM照片表明制备了表面粗糙的Pt纳米线。循环伏安法(CV)和计时电流曲线表明,Pt纳米线较Pt/C催化活性高,退火后Pt纳米线更利于甲醇氧化,且稳定性更好。旋转圆盘电极(RDE)测试研究发现,未经热处理的Pt纳米线催化剂氧还原反应(ORR)极化曲线的半波电势相对Pt/C有正移,有更大的极限扩散电流,利于氧还原反应的发生。     

Platinum-polyaniline-modified carbon fiber electrode for the electrooxidation of methanol

Platinum was electrodeposited onto a polyaniline-modified carbon fiber electrode by the cyclic voltammetric method in sulfuric acid, which may enable an increase in the level of platinum utilization currently achieved in electrocatalytic systems. This electrode preparation consists of a two-step procedure: fLrst electropolymerization of aniline onto carbon fiber and then electrodeposition of platinum. The catalytic activity of the platinum-polyaniline-modified carbon fiber electrode (Pt/PAni/C) was compared with that of a bare carbon fiber electrode (Pt/C) by the oxidation of methanol. The maximum oxidation current of methanol on Pt/PAni/C is 50.7 mA.cm^-2, which is 6.7 times higher than 7.6 mA.cm^-2 on the Pt/C.Scanning electron microscopy was used to investigate the dispersion of the platinum particles of about 0.4μm.     

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。     

PtCoCr catalysts for fuel cell cathodes: Electrochemical activity, Pt content, substrate nature, structure and corrosion properties

Creation of multicomponent catalytic systems is the main way to decrease the content of or completely replace Pt in fuel cell cathodes. Compared to the conventional catalytic systems, production of PtCoCr catalysts on different substrates (XC-72 carbon nanotubes, TiO₂) differs in high-temperature conditions and the use of nitrogen-containing transient-metal precursors. According to electrochemical and structural studies, during synthesis and subsequent treatment, alloy nanoparticles with a core-shell structure enriched in platinum are formed on a carbon material doped with nitrogen. The ligand effect of the alloy core results in an increase in the electron density of the platinum d-level, acceleration of oxygen reduction, and deceleration of water molecule discharge and platinum corrosion. A architecture of membrane electrode assembly involving PtCoCr-based active layers of varying composition is developed for fuel cells operating at a temperature of 65°C in hydrogen-air and hydrogen-oxygen environments. In both cases, the use of PtCoCr instead of monoplatinum catalysts enabled us to halve the platinum consumption at the same discharge current density and specific power. The results of life testing and potential cycling of membrane electrode assemblies under severe conditions showed that the resistance of PtCoCr systems is not inferior to platinum.     

燃料电池膜电极中铂担载量测试方法研究

膜电极(MEA)作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的能量转换单元，在催化剂作用下将化学能转化为电能。铂基催化剂目前仍是商用PEMFC不可替代的催化剂，其中膜电极中铂担载量已成为PEMFC性能评价的一项重要指标。通过对现有PEMFC膜电极铂担载量测试国标方法进行了改进，并研究了PEMFC膜电极铂担载量测试的微波消解前处理方法。与国标方法相比，微波消解-ICP-MS法测定结果的准确性与标准方法相当，测试效率明显提高。     

硝酸工业用铂合金催化网的发展

铂合金催化网是氨氧化法制备硝酸不可缺少的催化剂。生产中要求铂网氨转化率高、铂耗低、耐腐蚀性强、高温强度高、抗粘结和抗毒性强。围绕如何提高催化网的使用性能,评述了铂合金催化网材料制造从一元金属到多元合金的发展,以及织网方法从编织到针织的发展。