纳米PdNi催化剂对乙醇的催化氧化

通过使用柠檬酸三钠作为金属稳定剂,NaBH₄作为还原剂制备了不同比例的碳负载型PdNi催化剂,用XRD手段对催化剂进行了表征.电化学结果表明,PdNi（2:1）催化剂对乙醇电催化氧化活性明显优于其他比例合金催化剂的电催化活性.     

空心PtCo/CNTs催化剂的合成及其电催化性能

为了改善铂基合金纳米粒子对甲醇氧化的电催化性能,用金属置换反应途径制备了空心结构的PtCo合金纳米粒子,并将其负载到碳纳米管(CNTs)载体上,得到了用于直接甲醇燃料电池的空心PtCo/CNTs阳极电催化剂,用透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)和能量散射X-射线能谱(EDX)对催化剂进行了表征.结果显示,所合成的PtCo空心纳米粒子具有均匀的外径,其平均值为14.4 nm, 并高度分散在碳纳米管载体上.循环伏安实验和计时电流实验表明,PtCo/CNTs 催化剂对甲醇的氧化具有较高的电催化活性和良好的电催化稳定性能.     

三种酚在碳纳米管修饰电极上的电催化氧化

采用酸氧化方法预处理多壁碳纳米管(MWCNT)并制得MWCNT修饰玻碳电极(MWCNT/GCE)。并用伏安法分析了电极表面MWCNT在B-R缓冲溶液中的电化学行为,在此基础上着重研究了苯酚、邻苯二酚和对苯二酚在MWCNT/GCE上的电催化氧化。结果表明,MWCNT对这3种酚类物质具有催化作用,使其氧化峰电位负移,氧化电流增加。修饰MWCNT后电极有效面积的增加降低了电流密度,也有助于过电位的降低。对它们的检测条件进行了优化。这些酚类物质的检测限均低于在普通玻碳电极上的检测限,表明使用MWCNT/GCE可以提高此类物质的检测灵敏度。     

在Mo—Sb—O复合氧化物催化剂上甲醇的氧化酯化反应

探讨了甲醇氧化酯化反应合成甲酸甲酯的催化性能．由于MoO3与Sb2O4的复合化，增大了生成甲酸甲酯的活性，因此，反应可在较低的温度下进行．反应初期，部分氧化的选择性较低，随着反应的进行，提高了甲酸甲酯的选择性．在Mo-Sb-O体系中，已知存在着3种相态，其中，Sb2Mo10O31相（Y相），对生成甲酸甲酯呈现高活性．Sb2MO10O31对于其他醇类的氧化酯化没有什么效果．可以认为，甲醇氧化酯化反应经过了甲醛中间体，然后进行二阶段反应．     

PtRu/C和PtNi/C催化剂合成及其对甲醇氧化的电催化性能

采用微波多元醇法合成PtRu/C和PtNi/C催化剂,利用透射电镜（TEM）和X-射线衍射仪（XRD）对催化剂的微观结构和形貌进行了表征.结果表明,在催化剂中PtRu和PtNi合金纳米粒子的平均粒径分别为2.7和3.0 nm,粒径均匀,并高度均匀地分散在碳载体上.电化学测试结果表明,与Pt/C催化剂相比,PtRu/C和PtNi/C催化剂对甲醇的电化学氧化具有更低的起始电位和更稳定的极化电流,说明PtRu/C和PtNi/C催化剂对甲醇氧化具有更稳定的电催化性能和更好的抗CO中毒性能.这是由于合金催化剂中的Ru和Ni可以在较低的电位下与其表面吸附水形成含氧物种,使Pt表面吸附的CO等中间物氧化为CO2,避免了催化剂的CO中毒.     

PDDA修饰多壁碳纳米管负载铂催化剂的甲醇电催化性能

采用阳离子长链聚合物聚二烯二甲基氯化铵(PDDA)修饰多壁碳纳米管(MWCNT),得到PDDA-MWCNT载体。利用带负电的Pt前驱体与含阳离子的PDDAMWCNT基团相互作用,采用乙二醇微波法合成了Pt/PDDA-MWCNT催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分析对样品的形貌和晶型结构进行表征。采用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)及线性扫描伏安法(LSV)研究了Pt/PDDAMWCNT催化剂在酸性溶液中的电氧化性能。结果表明:Pt纳米粒子为面心立方结构,能均匀地负载在PDDA修饰过的碳纳米管上,且粒径较小;Pt/PDDA-MWCNT较Pt/MWCNT呈现出更高的甲醇催化氧化活性和更好的稳定性。     

Pt/γ-Al_(2)O_(3)催化剂低温催化甲醇氧化研究

在甲醇自热重整反应中,所需的热量由甲醇氧化反应提供,因此甲醇氧化催化剂的活性直接影响氢气的产率。Pt/γ-Al_(2)O_(3)催化剂因其较高的反应活性而被广泛关注,但其稳定性较差,Pt活性中心易团聚。为了解决上述问题,采用旋蒸微乳法制备Pt/γ-Al_(2)O_(3)催化剂,通过BET、XRD等方法对Pt/γ-Al_(2)O_(3)催化剂进行了表征,并考察了环己烷质量分数、PEG-600(聚乙二醇600)与正丁醇的质量比对催化甲醇氧化活性的影响。结果表明,旋蒸微乳法可提高活性组分的分散度和利用率;通过改变环己烷质量分数、PEG-600与正丁醇的质量比,可使活性组分Pt均匀、牢固地负载在γ-Al_(2)O_(3)上,提高催化剂的抗烧结能力;在环己烷质量分数为50%、PEG-600与正丁醇的质量比为3∶7的条件下制备的Pt/γ-Al_(2)O_(3)催化剂,催化甲醇氧化活性可达88%。     

浸渍还原法对DMFC阳极催化剂的影响

采用三种不同还原方法制备直接甲醇燃料电池PtRu/C阳极催化剂。TEM测试结果显示,乙二醇还原法制备的催化剂具有较小的平均粒径,且催化剂粒子在载体表面分布均匀。循环伏安测试表明,乙二醇还原法和甲醛还原法制备的催化剂具有较低的起始氧化电位和较高的甲醇氧化电流密度。计时电流法试验表明,乙二醇还原法制备的催化剂活性衰减较慢,具有较高的电化学稳定性.     

Fe2+/Fe3+电对对甲醇电氧化促进作用的研究

以光滑Pt电极为工作电极,采用循环伏安法对酸性介质中甲醇及掺杂了少量Fe2 的甲醇的电化学行为进行了研究.结果表明,Fe2 /Fe3 电对对甲醇的电氧化有较大的促进作用,氧化电流最多可提高65%,氧化电位可提前20～30 mV.对Fe2 /Fe3 电对促进甲醇电氧化的可能机理进行了分析.     

甲醇电化学氧化催化剂的失活机理研究

采用电化学老化试验研究了PtRu催化剂的活性衰减过程.结果表明,老化试验后,电催化剂的粒径有所增加,这在一定程度上减小了催化剂的表面积,降低了催化活性.更为严重的是,催化层中活性组分的流失改变了催化剂的组成,使催化剂对甲醇氧化反应的催化活性大幅降低.这是导致PtRu催化剂失活的重要原因.     

甲醇、甲醛和甲酸在碳载纳米Pt电极上的催化氧化

将纳米Pt／玻碳电极应用于甲醇、甲醛和甲酸的电催化氧化，发现所制备的催化剂电极具有较高的电催化活性。探讨了甲醇、甲醛和甲酸在纳米Pt／玻碳电极上的催化机理。     

Electro-Deposition Pt Catalysts Supported on Carbon-Nanotubes for Methanol Oxidation

In order to study the properties of supporting Pt catalysts for methanol oxidation, carbon-nanotubes are used by electrochemical deposition method. Different deposition turns, different cyclic voltammetry scanning speeds and processing time with ascorbic acid are investigated in this paper. The micrographs of Pt/CNTs catalysts are characterized by scanning electron microscopy, the electro-catalytic properties of Pt/CNTs catalysts for methanol oxidation are investigated by cycle voltammetry and chronoamperometry. The results show that the size of platinum will be greater with the faster scanning speed. After dissolution in ascorbic acid, Pt nano-particles disperse uniformly. The obtained Pt/CNTs catalysts show a high electro-catalytic activity and stability.     

Electrochemical Sensing of Heavy Metal Ions based on Monodisperse Single-crystal Fe<Subscript>3</Subscript>O<Subscript>4</Subscript> Microspheres

Single-crystal Fe₃O₄ with monodisperse microspheres structure has been used for individual electrochemical detection of heavy metal ions. Morphology and structure of the as-prepared Fe₃O₄ microspheres were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction (XRD). Meanwhile the electrochemical properties of the Fe₃O₄ microspheres modified glass carbon electrodes (GCE) were characterized by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and the enhanced electrochemical response in stripping voltammetry for individual detection of Pb(II), Hg(II), Cu(II), and Cd(II) was evaluated using square wave anodic stripping voltammetry (SWASV). With high specific surface area and excellent catalytic activity toward heavy metal ions, the as-prepared monodisperse and single-crystal Fe₃O₄ microspheres show a preferable sensing sensitivity (22.2 μA/μM) and limit of detection (0.0699 μM) toward Pb(II). Furthermore, the electrochemical sensor of Fe₃O₄ microspheres exhibits excellent stability and it also offers potential practical applicability for the determination of heavy metal ions in real water samples. This study provides a potential simple and low cost iron oxide for the construction of sensitive electrochemical sensors applied to monitor and control the pollution of toxic metal ions.     

新型单核钴基席夫碱类配合物催化水氧化性能

利用2-羟基苯甲醛、乙二胺合成了双席夫碱配体,然后在无水无氧、氮气保护的条件下使其与无水氯化钴按照物质的量比1∶1反应,得到了一种可用于电驱动催化水氧化反应的单核钴基(Ⅱ)席夫碱类配合物。纯化后以核磁共振、红外光谱、高分辨质谱等检测手段对其结构进行表征,并利用电化学工作站以循环伏安法对其催化水氧化的电化学性能进行考察。结果表明,在中性pH 条件下,该催化剂具有活跃的电驱动水氧化催化活性,氧化峰的起始放氧电位仅为0.5V。循环伏安法连续多次的扫描结果显示,该催化体系在水氧化反应过程中没有新的氧化还原反应发生,因此具有较好的稳定性。结合较低的合成成本及纯化难度,该配合物在催化水氧化领域将具有较好的研究价值和应用前景。     

Two-dimensional PtRu Nanoclusters Carbon Based Electrocatalysts for Methanol Oxidation

A novel method to prepare an electrocatalyst with a new structure and high catalytic performance was reported. Two-dimensional (2D) PtRu nanoclusters have been successfully deposited on graphene oxide and carbon black supports. Compared with the commercial 3D E-TEK PtRu samples, the prepared 2D PtRu composites have larger electrochemically active surface area and display much higher catalytic activity toward methanol oxidation reaction. The preparation method mainly includes the following procedures: oxidation of carbon matrix, Pb²⁺ adsorption on the surface of carbon support, Pb²⁺ electrochemical reduction and galvanic displacement of Pb⁰ by Pt²⁺ and Ru³⁺. The method developed in this study could be viable for solving the problem of low electrocatalytic activity in direct methanol fuel cell anodes.     

超支化铂纳米晶的制备及其电化学性能研究

在含有分散剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的水溶液体系中,L-抗坏血酸（L-ascorbic acid）还原氯铂酸（H2PtCl6·6H2O）制备出高度分散、超支化结构的铂纳米晶。通过TEM、XRD对试样的形貌与结构进行表征。并且采用循环伏安法对其电化学性能进行研究。结果表明：制备的铂纳米催化剂在酸性条件下的甲醇氧化催化性能是商业Pt/C催化剂的1.6倍,同时在0.6V,计时1 000s时的计时电流曲线表明其稳定性比商业Pt/C催化剂好。     

甲醇、甲醛和甲酸在碳载纳米Pt-WO3电极上的催化氧化

用循环伏安法研究了纳米PtWO3 /玻碳电极对于甲醇、甲醛和甲酸的电催化氧化作用 ,发现所制备的电催化电极具有较高的电催化活性。探讨了甲醇、甲醛和甲酸在纳米PtWO3 /玻碳电极上的催化机理。纳米PtWO3 /玻碳电极 (nmPtWO3 /GC)、纳米Pt/玻碳电极 (nmPt/GC)和常规铂电极 (Pt)的催化活性的顺序是 :nmPtWO3 /GC >nmPt/GC >Pt。     

The Catalysis of NAD^＋ on Methanol Anode Oxidation Electrode for Direct Methanol Fuel Cell

A tentative idea of developing a liquid-catalytic system on methanol anode oxidation was proposed by analyzing the characteristics of methanol anode oxidation in direct methanol fuel cell. The kinetics of methanol oxidation at a glassy carbon electrode in the presence of nicotinamide adenine dinucleotide ( NAD^ ) was investigated. It is found that the current density of methanol oxidation increases greatly and the electrochemical reaction impedance reduces obviously in the presence of NAD^ compared with those in the adsenee of NAD^ . The catalytic activity of NAD^ is sensitive to temperature. When the temperature preponderates over 45℃, NAD^ is out of fuuction of catalysis for methanol oxidation, which is probably due to the denaturation of NAD^ at a relatively high temperature.