直接甲醇燃料电池阳极催化剂稳定性研究

采用电化学方法对直接甲醇燃料电池中阳极Pt/CNT和Pt/MO2/CNTs催化剂在酸溶液中稳定性进行研究,发现金属氧化物的锚定作用使Pt颗粒在酸溶液中的稳定性增强,金属氧化物在酸中会发生微溶解而改变其形貌.在电化学作用下,溶解的金属离子与Pt电极的相互作用,同样能够增强CO在Pt上的电氧化活性.     

甲酸阳极电氧化催化剂的研究

采用碳黑作为载体,水合肼为还原剂,利用化学还原沉积法制备了Pt/C、Pt-Sn/C系列催化剂.催化剂粉末的晶体结构用XRD技术进行了表征.通过循环伏安与电流-电位极化曲线的测量研究了甲酸在不同催化剂所制备的电极上的电催化氧化行为,同时研究了甲酸浓度和催化剂的配比对阳极性能的影响.实验表明,Pt-Sn/C电极的性能在高浓度的甲酸溶液中比较好;与Pt/C电极比较,Pt-Sn/C电极对甲酸的电化学氧化显示出高的活性;Pt-Sn/C催化剂的最佳配比为Pt 20%,Sn 6%.     

Pt-Co/C二元纳米催化剂的制备与性能研究

用液相还原法以CoCl2和H2PtCl6为前驱体制备不同Pt-Co配比的Pt-Co/C纳米催化剂,应用于直接甲醇燃料电池阳极反应中.将所制纳米催化剂负载在玻碳电极上,通过电化学循环伏安法和计时电流法对所制备不同配比的纳米催化剂进行甲醇催化氧化活性及稳定性测试.研究结果表明:在酸性介质中,前驱体配比为Pt∶Co=2∶1的Pt-Co/C催化剂具有最佳的催化活性、稳定性和抗CO中毒能力.     

溶胶法制备一种高效稳定Pt/GC催化剂及其电化学性能表征

采用溶胶法制备了一种石墨化碳负载贵金属Pt的燃料电池氧还原催化剂(Pt/GC),并通过XRD、TEM、Raman和XPS等分析测试技术对其结构和组成进行了表征。测试结果表明这种新型催化剂中Pt颗粒粒径大约为2～3 nm且分散均匀。同时,通过线性扫描伏安法(LSV)和循环伏安法(CV)评价了这种催化剂的催化性能,加速耐久性实验(AAT)评价了其电化学稳定性和环境耐受性。电化学测试结果表明以石墨化碳为碳载体的催化剂在较低的铂载量下也能保持较高的催化活性和稳定性:经过1 000圈电化学循环伏安加速老化实验后,Pt/GC催化剂的半波电势仅降低了10 mV,而商业Pt/C催化剂的半波电势降低了47 mV。     

固相反应制备Pt/C催化剂及其对甲醇的电催化氧化

运用固相反应方法制备得Pt质量分数为20％的Pt/C催化剂,并通过X射线衍射、透射电镜和电化学分析方法比较了制得的催化剂与E-TEK公司Pt／C催化剂、传统液相反应方法制得的Pt/C催化剂间的性能差别．结果表明：运用固相反应方法和传统液相化学反应方法制得的Pt/C催化剂中,Pt粒子的平均粒径分别为3．8nm和8．5nm;并且,利用固相反应方法制得的Pt/C催化剂拥有较高的电化学活性面积,其对甲醇的电催化氧化活性和稳定性与E-TEK公司的Pt／C催化剂相当．远远优于传统的液相反应方法制得的Pt／C催化剂．     

高分散Pt／O催化剂的制备及其电化学性能研究

以氯铂酸（H2PtCle·6H2O）为铂源,以PEG（聚乙二醇,聚合度为227）为还原剂,采用水热法制得高分散Pt／C催化材料。使用TEM、XRD及EDS对其进行了袁征,并对催化剂的电化学活性面积进行循环伏安法研究。结果表明：通过调节反应条件可以得到高分散Pt／C催化剂,Pt粒子粒径约为5nm,尺寸均一;Pt／C催化剂的分散性越好,其电化学性能就越高。     

前驱体对Pt/C催化剂性能的影响

采用浸渍热还原法制备了以Pt(NH3)2(NO2)2和Pt(NH3)4C l2为前驱体的两种聚合物电解质燃料电池用Pt/C催化剂:Pt/C-Pt(NH3)2(NO2)2和Pt/C-Pt(NH3)4C l2.以HRSEM、XRD、循环伏安(CV)和旋转圆盘电极(RDE)等方法研究了前驱体对催化剂的影响.结果表明,Pt/C-Pt(NH3)4C l2晶粒团聚,分布不均,电化学活性较低;而Pt/C-Pt(NH3)2(NO2)2晶粒细小,分布均匀,具有更高的电化学催化活性,是浸渍法制备Pt/C催化剂的有效前驱体材料.而且,Pt/C-Pt(NH3)2(NO2)2对CO氧化和O2还原的高活性主要来自于催化剂比表面积的提高,而对甲醇氧化活性的提高,表面存在更多的(110)晶面也是重要因素.     

PEMFC膜电极制作工艺的研究

提出了新的膜电极结构模式——双网络Nafion被覆膜电极。该模型的催化剂由具有高气体扩散率的薄层Nafion被覆Pt/C催化剂网络与具有高质子传导率的厚层Nafion被覆碳黑电解质网络互联套构而成。通过优化PEMFC膜电极制作工艺条件,制得了活性面积5cm2,Pt载量0.1mg/cm2的双网络膜电极。     

反应气源中硼碳比对BDD电极电化学检测Cr~(6+)的影响

采用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)以氢气和甲烷为生长源、硼烷作掺杂源,在不同硼碳比(B/C)下制备不同硼含量的掺硼金刚石(BDD)薄膜电极,通过扫描电镜、拉曼光谱对其表面形貌、组成及结晶质量进行对比分析。依次将不同B/C下制备的BDD电极作为工作电极,通过差分脉冲伏安法检测溶液中痕量Cr6+浓度。结果表明,随着B/C增大,BDD电极膜材中金刚石晶粒间密实度下降,晶粒完整度变差;电极电化学检测Cr6+信号随反应气源中B/C增大而增大,当B/C=0.006时信号最强,电极检测限可达12ppb。加入干扰离子后检测效果依然良好。但B/C继续增大检测信号会随之降低。B/C在0.004~0.01范围内制备的BDD电极具有相对较好的电化学检测Cr6+性能。     

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Pt-WO3/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Pt-WO3/玻碳电极上的催化机理.纳米Pt-WO3/玻碳电极(nm-Pt-WO3/GC)、纳米Pt/玻碳电极(nm-Pt/GC)和常规铂电极(Pt)的催化活性的顺序是nm-Pt-WO3/GC>nm-Pt/GC>Pt.     

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.     

Pt/C纳米复合材料的合成和表征

以醋酸钠溶液作为稳定剂，采用液体多元醇方法合成了Pt/C纳米复合材料，并利用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对其进行了表征.结果表明，在合成溶液中加入少量的醋酸钠，合成得到的铂纳米粒子具有细小和均匀的粒径，并高度分散在碳载体上.合成溶液中醋酸钠和铂盐的摩尔比是影响铂纳米粒子的粒径和粒径分布的主要因素.     

铂纳米线的结构特性

用全局搜索的遗传算法系统考察了直径介于0.5-1.2nm铂纳米线的结构特性。结构分析表明,所获得的晶状纳米线总体上符合对应体材料面心立方[110]晶向的堆叠方式,但又可进一步细分为正常和反常两种面心立方堆积。前者的构型可直接从体材料中切割获得,而后者的原子排列出现了结构重组现象。基于能量和力学稳定性分析,给出了铂纳米线生长过程的一幅动态图像,观察到了基于(111)晶面成线的生长机制,与有关的实验观测结果一致。     

柠檬酸根辅助电沉积制备铂纳米粒子及其制备条件的优化

以氧化铟锡（ITO）透明导电玻璃为基体,在柠檬酸根存在下,采用恒电位电化学沉积法制备铂纳米粒子,并通过改变施加电位、柠檬酸钠浓度、前驱体浓度和电解质浓度来优化铂纳米粒子的制备条件.利用X射线衍射（XRD）表征在ITO表面沉积的Pt颗粒的晶相结构,并运用循环伏安法（CV）测定Pt/ITO电极在酸性介质中的电催化氧化性能.实验结果表明,在施加电位为-0.3V、H2PtCl6浓度为0.8mmol/L、柠檬酸钠浓度为20mmol/L和电解质HClO4浓度为0.1mol/L的条件下,制备出的铂纳米粒子的电催化性能较好.     

铝酸钠溶液晶种分解过程中的附聚机理

为了对种分附聚过程机理进行深入了解,利用实验室制备的细粒氢氧化铝晶种进行了细颗粒循环次数和附聚时间对附聚过程影响的实验研究,借助于激光粒度分析仪大型检测设备对附聚产物的粒度分布进行了系统分析;运用动量守恒定律,探讨了铝酸钠溶液晶种分解过程中的附聚机理.结果表明：实验条件不同,发生附聚的颗粒最小粒径不同.附聚过程只能发生在细小颗粒之间,且小颗粒优先附聚.附聚过程从最小粒级开始,由小到大依次进行,直到达到临界直径为止.粒度相差较大的颗粒间不能发生有效附聚;粒度相近的颗粒碰撞时,两颗粒发生碰撞时的相对取向也会对附聚效率造成影响,对碰时效果最好.     

氧化铝担载的不同铂原子簇化合物催化正庚烷转化反应(英文)

考察了氧化铝担载的铂金属原子簇化合物 Pt3 ( μ2 -CO) 3 ( PPh3 ) 4 和 [Pt3 ( CO) 6 ]5[N( C2 H5) 4 ]2 (分别标记为 Pt3 和 Pt15)催化正庚烷转化反应的性能 ,并与常规铂催化剂 (标记 Pt1)在相似条件下的催化行为进行比较。正庚烷转化反应在内循环无梯度反应器内进行 ,转速 1 1 0 0 r· min- 1,催化剂装量 3 m L ,反应产物的出口与气相色谱仪相连 ,由计算机控制进行全程分析。反应条件为 50 0℃ ,1 .2 MPa,V( H2 )∶V( n-C7) =1 0 0 0∶ 1 ,空速为 3 .0 h- 1,测定催化剂的性能。再将压力由 1 .2 MPa降至 0 .4MPa,V( H2 )∶ V( n-C7) =70 0∶ 1 ,空速为 3 .0 h- 1初步考察催化剂的稳定性。测定数据表明 ,Pt3 和 Pt15的反应活性、异构化选择性和稳定性均高于常规铂催化剂 Pt1,Pt3 的活性和异构化选择性优于 Pt15。所得结论对于工业过程具有实际意义     

Template growth mechanism of spherical Ni（OH）2

The microstructures and growth process characteristics precipitation-crystallization method were investigated by SEM, TEM of spherical Ni（OH）2 particles synthesized by the aqueous and XRD, and their growth mechanism was discussed. With the reaction beginning and continuing, amorphous Ni（OH）2 nano-crystallites grow up to spherical micron-particles with radially arranged crystallites. The nucleation, crystallization and re-crystallization led by Ostwald ripening simultaneously take place through the whole growth processes. With the course from reversible aggregation to irreversible agglomeration, the Ni（OH）2 particles tend to grow according to the template growth model： the growth on the crystallite templates stretching in the radius directions is free and quick, while the growth rate for crystallites in other directions is confined due to lower monomers concentration and tends to dissolve So it is only the radially arranged crystallites that predominate in the particle and lead to characteristic microstructures.     

Controllable ion exchange synthesis of Ir/Carbon catalyst

In this paper,a carbon based iridium (Ir) catalyst was prepared by an ion exchange procedure using H2IrCl6 as precursor and a strong basic anion exchange resin as substrate. The Ir/Carbon sample was obtained by carbonizing the precursor. Effects of carbonization parameters such as temperature and time on size and dispersion of iridium crystallite were studied. Samples were prepared at 400 oC and 500 oC to investigate the effect of carbonization temperature. The SEM image of the Ir/Carbon composite shows a hard particle of 0. 2 - 0. 4 mm in diameter,which maintains a spherical shape. The TEM images of the catalyst show that no obvious effects of carbonization temperature or time are observed on the iridium particle size. Calcinated Ir nanoparticles prepared in ion exchange still keep their small particle-sized and narrow-sized distribution. The content of Ir supported on carbon can be well controlled simply by adjusting the relative ratio of Ir to carbon. Such a promising synthesis procedure is a versatile approach that can be extended to the fabrication of some carbon-supported metal catalysts or as a simple,rapid,and highly sensitive method.     

正己烷芳构化催化剂研究新进展

在传统的双功能重整催化剂上，由于双功能的脱氢环化机理和加氢裂化副反应，正己烷芳构化生成苯的选择性低。已发现的对该反应活性和选择性均高的新型催化剂为Ｐｔ／ＫＬ沸石和Ｐｔ／Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ，它们的载体都是固体碱。在Ｐｔ／ＫＬ沸石上发现金属－载体的强相互作用，它对正己烷的芳构化性能可以用铂的高分散度和高电子密度及Ｌ沸石特殊孔道对反应物分子的约束和闭环预组织作用来解释。烯烃在固体碱上顺反异构化产物中，高的顺式异构体对反式异构体比率有利于形成适合闭环的分子构型，可以用来解释Ｐｔ／Ｍｇ（Ａｌ）Ｏ的芳构化性能。固体碱是值得进一步研究的链烷烃芳构化催化剂载体。     

Processes of depositing platinum on carbon nanotubes and their effecton performance of proton exchange membrane fuel cell

The ultrafine platinum nanoparticles deposited on the surfaces of carbon nanotubes (Pt/CNTs) were prepared by a chemical precipitation method and used as the catalyst of proton exchange membrane fuel cell. The depositing process parameters such as the solution pH value, Pt content and treatment temperature were analyzed. The experimental results show that the optimum process parameters to prepare Pt/CNTs are the solution pH value of 7.0, the theoretical Pt content of 25% (mass fraction) and the heating temperature of 500~C, under the conditions the best performance of the proton exchange membrane fuel cell can be obtained and its voltage can reach 580 mV at a current density of 500 mA/cm2.