钼酸盐的电化学行为及其对甲醇氧化的催化作用

用循环伏安和线性电位扫描法研究了硫酸溶液中多晶铂电极上Na2 MoO4 的电化学行为及其对甲醇氧化的催化作用。结果表明 ,Na2 MoO4 在 3 .7mol/LH2 SO4 溶液中 ,一步还原生成不稳定的有色产物钼青铜 (HxMoO3) ,还原峰电位为0 .0V(相对于饱和甘汞电极 ) ,并有一对应氧化峰。多晶铂电极因钼酸盐的还原与氧化而得以修饰。这种修饰电极对甲醇的氧化有很强的催化作用。修饰多晶铂电极上甲醇的氧化电流远大于未修饰多晶铂上的氧化电流。在 1mol/LCH3OH + 0 .0 5mol/LNa2 MoO4 + 3 .7mol/LH2 SO4 溶液中 ,正向扫描电位超过还原钼酸盐氧化峰电位后 ,氧化电流大于相应甲醇和钼酸盐硫酸溶液中氧化电流和的 2倍以上。甲醇在未修饰多晶铂电极上由于吸附一氧化碳中毒引起的电流下降现象 ,也因还原钼酸盐的修饰作用而消失。     

甲醇在铂-氢钼青铜共沉积电极上的催化氧化

用循环伏安法在玻炭电极上制备了不同含量的铂电极和铂-氢钼青铜共沉积电极,研究了制备电极时的循环次数对制备电极的真实铂面积及甲醇氧化行为的影响.结果表明:单纯沉积铂电极的真实铂面积随着循环次数的增加而增加,并且沉积铂电极对甲醇的催化活性只取决于铂的真实面积;铂-氢钼青铜共沉积电极对甲醇氧化的催化能力与共沉积铂钼的比例有关,当制备电极所用的溶液中氯铂酸与钼酸钠的摩尔比为2∶1时,共沉积电极的催化活性最高,此时甲醇在共沉积电极上的氧化峰电流是单纯铂电极的1.63倍.通过考察甲醇氧化峰电流对电极的铂真实表面积和沉积氢钼青铜量的依赖关系后发现,沉积氢钼青铜对铂的催化活性有双重作用.一是分散作用,沉积氢钼青铜使沉积铂更加分散,增大了铂的真实表面积;二是质子溢出效应,氢钼青铜通过不同质子含量的氧化还原电对,HyMO/HxMO3(y＜x＜2),不断结合质子使铂表面的吸附中间体更易氧化.     

甲醇在聚苯胺修饰分散铂电极上的电催化氧化

用循环伏安法和恒电位法在铂电极上分别制备了分散铂电极、聚苯胺修饰电极及聚苯胺修饰分散铂电极。并用循环伏安法研究了制备电极在0.5mol/LH2SO4溶液中的电化学行为以及对甲醇氧化的催化行为。分散铂电极对甲醇氧化的最大电流是4.29mA,是基体电极(0.069mA)的62.2倍。聚苯胺修饰分散铂电极对甲醇氧化的最大电流(10.2mA)是基体电极的148.0倍,分散铂电极的2.4倍。分散铂对甲醇氧化的催化作用不仅仅是铂面积增大的结果,还存在纳米效应。聚苯胺修饰铂电极对甲醇氧化的催化除存在铂进一步分散使面积进一步增大的因素外,还存在铂与聚苯胺的协同作用。     

聚苯胺形态对Pt-H_xMoO_3/Pan电极上甲醇氧化的影响

用恒电流法在玻碳电极表面上制备了聚苯胺电极(Pan/GC),接着在聚苯胺电极表面用循环伏安法电沉积铂氢钼青铜,制备了Pt-HxMoO3/Pan电极.傅里叶红外光谱研究结果表明,聚苯胺的表面形态受苯胺聚合电流密度的影响,导电性呈规律性变化.当聚合电流密度为141.5 mA/cm2时,聚苯胺基本上呈金属态,此聚苯胺修饰的铂氢钼青铜(Pt-HxMoO3/Pan)电极对0.1 mol/L甲醇溶液的催化活性比无聚苯胺修饰的铂氢钼青铜(Pt-HxMoO3)电极提高了71.5%.     

杂多酸修饰碳纳米管载铂催化剂对甲醇的电催化

用滴涂法制备了杂多酸修饰多壁碳纳米管载铂催化剂( Pt/CNTs-HPA),研究了它在硫酸中的电化学行为以及对甲醇的电催化氧化.实验结果表明,与Pt/CNTs修饰电极相比,Pt/CNTs-HPA修饰电极对甲醇电催化氧化速率明显增加,且对甲醇的催化氧化是扩散控制的电化学反应过程,该修饰电极具有良好的稳定性.     

杂多酸修饰铂电极对异丁醇的电催化氧化

生物质来源的丁醇具有较高的比能量,较高的化学能,电能转换效率高,无毒等优点,可作为直接燃料电池的一种可替代燃料。在前期工作的基础上,将具有较好催化活性的杂多酸修饰铂电极用于丁醇的电催化氧化,在不同介质中测试了铂电极和杂多酸修饰铂电极对异丁醇的电催化氧化性能,结果表明:可通过杂多酸修饰的方式改善铂电极上异丁醇氧化的催化活性,硅钨酸SiW12修饰铂电极的改善效果最为明显,同时得出,酸性介质更有利于异丁醇的氧化。     

溶液酸度对铂电极上甲醇氧化的影响

用循环伏安法研究在不同酸度的硫酸钠溶液中,甲醇在铂电极上氧化的电化学行为。结果表明:溶液的酸度基本上不影响甲醇在铂电极上的氧化特性,甲醇的氧化峰电位变化不大,电位正向和反向扫描时,甲醇氧化峰电位分别在0.17V和-0.03V(相对于Hg/Hg2SO4参比电极)左右。但是溶液的酸度对甲醇在铂电极上的氧化速度却有较大影响,酸度越低,速度越快,这种情况可用铂在不同酸度溶液中,铂氧化物的形成差异得到解释。     

酸碱性对甲醇在铂氢钼青铜上催化氧化的影响

酸碱性对甲醇在阳极催化剂铂氢钼青铜(Pt-HxMoO3)上的催化氧化存在很大影响.采用循环伏安法分别电沉积制备Pt/GC和F)t-HxMoO3/GC催化剂,并用循环伏安法研究对比了两种催化剂在酸性、中性和碱性三种不同溶液环境下对甲醇的电催化氧化行为及其在三种不同溶液中的稳定性.研究结果发现Pt-HxMoO3/GC在酸性溶液中比在中性和碱性溶液中对甲醇的催化氧化表现出更优良的性能.     

PMo_(12)修饰Pt/C电极对甲醇的催化氧化研究

为了提高直接甲醇燃料电池阳极催化活性,通过浸渍法制备了PMo12修饰Pt/C电极,并采用粉末微电极技术比较研究了PMo12修饰Pt/C电极在硫酸溶液中的电化学性质及其对甲醇氧化反应的电催化性能。结果表明,甲醇在PMo12修饰Pt/C电极上的氧化速度能够明显提高。     

普鲁士蓝对钒电池中V(Ⅴ)/V(Ⅳ)的电催化

用化学法制备了普鲁士蓝(PB)修饰电极,并研究了它对不同浓度钒溶液中V(Ⅴ)/V(Ⅳ)的电催化作用。循环伏安实验表明这种修饰电极对V(Ⅴ)/V(Ⅳ)的电催化性能较好,特别是对浓度为0.1mol/L、0.5mol/L、2.5mol/L的VOSO4溶液的氧化还原起正催化作用,并且这种修饰电极具有较好的稳定性。从循环伏安曲线上推测是普鲁士蓝自身的氧化还原反应催化了V(Ⅴ)/V(Ⅳ)的氧化还原反应。     

电催化合成酸性过氧化氢的研究

在燃料电池型反应器中,以基于BP2000/PTFE材料制备的气体扩散电极作为阴极电极,以循环流动的硫酸溶液作为电解液,进行电化学合成过氧化氢的研究。探讨了电催化氧还原反应制备过氧化氢的反应过程及机理,同时分析了不同催化剂、电解液p H及电解电压对电解效果的影响。结果表明较优的电解条件是:阴极催化剂采用BP2000的担载量为2 mg/cm2,外加电压为1.5 V。在0.5 mol/L H2SO4溶液中生成过氧化氢的电流效率可达70%,过氧化氢浓度达到1.38mol/L(质量分数约为4.7%)。     

石墨嵌入电极在硫酸溶液中的充放特性

石墨电极在H2SO4溶液中可发生以HSO4-离子为嵌入物的阳极嵌入反应和阴极脱嵌反应。考察了对于该体系嵌入及脱嵌反应的充、放电过程的若干影响因素,如H2SO4浓度、用量和充、放电电流对容量的影响,进一步探讨了将其作为电池正极的可能性。     

密封铅酸电池中K_2SO_4的作用

采用充放电循环,恒电位极化后续线性电位扫描和循环伏安方法研究了密封铅酸电池中K_2SO_4的作用。结果表明:K_2SO_4减小了电池早期容量损失,提高阳极膜导电性,同时促进PbO_2/PbSO_4转化过程和β—PbO_2生成过程的进行,抑制析氧和析氢过程。在4.5mol/dm~3H_2SO_4中,K_2SO_4最佳添加量为1.5g/dm~3。     

基于电化学改性石墨电极构建钒/钛液流电池

在2.0 mol/L HClO_4溶液中通过恒电流阶跃方法制备了电化学改性石墨电极(MGE)。发现其在硫酸溶液中对V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)氧化还原反应具有良好的催化可逆性,并提出了受电位影响的电极表面含氧官能团电对与金属离子电对间的氧化还原协同作用机理。将V(Ⅳ)/V(Ⅴ)和Ti(Ⅲ)/Ti(Ⅳ)分别作为正、负极活性物质构建成氧化还原液流电池并评价其充放电性能。在10 mA/cm~2下恒流充放电,相应的电压效率为94.2%,能量效率达到91%,展示了基于MGE构建的钒/钛液流电池潜在的应用价值。     

碳酸铅作为铅酸蓄电池电极材料的研究

根据我国已制定的攀登计划项目中关于方铅矿碳酸化转化的清洁炼铅的思想,为探讨从碳酸铅直接生产铅酸蓄电池的可行性,采用粉末微电极技术和循环伏安法研究了ＰｂＣＯ３ 转化为铅酸蓄电池电极活性物质的途径。结果表明,在不加入任何添加剂的情况下,微电极中ＰｂＣＯ３ 粉末在Ｈ２ＳＯ４ 溶液中经化学转化－ 电化学活化后,正、负极的伏安行为与文献报道的铅电极上的类似,可见,以ＰｂＣＯ３ 为电极材料制造铅酸蓄电池电极是可行的。此外,还研究了几种因素对ＰｂＣＯ３ 转化的ＰｂＳＯ４／Ｐｂ 电极性能的影响     

硫酸溶液中V(IV)/V(V)电对在碳纸电极上的阻抗特性

用交流阻抗结合循环伏安方法研究了硫酸溶液中V(IV)/V(V)电对在碳纸电极上的阻抗特性。结果表明,碳纸电极在开路电位[0.2V(vs.SCE)]下仅表现为–COH/–C=O电对的氧化还原行为。在极化电位0.7-1.2V下测得的交流阻抗是由于V(IV)/V(V)电对的氧化还原行为引起的。极化电位对V(IV)/V(V)电对的交流阻抗参数影响很大,电荷转移电阻及双电层电容在0.9V的极化电位下出现最小值,而扩散电容在此电位下则有极大值,这种影响规律与通过控制V(IV)和V(V)离子在电解液中的比例能构筑不同开路电位的钒电解液中所得的规律相同。     

铅锑合金和铅钙合金电极过程的研究

目前使用的铅蓄电池板栅合金主要是铅锑合金和铅钙合金。板栅合金的腐蚀常常导致电池失效。本文采用旋转环盘电极(RRDE)技术,研究在Pb/PbSO_4电位和PbSO_4/PbO_2电位区间内,铅锑合金和铅钙合金在1.285g/ml硫酸中的电极过程。讨论了盘电极、环电极伏安曲线上出现的各个峰反应,着重分析了与锑有关的反应峰。将两种合金的曲线加以比较,分析造成曲线差异的原因。