Pt/{GN/CuPW_(11)}_n复合膜的制备及其对甲醇氧化电催化性能

利用层接层自组装法(Layer-by-Layer assembly,LBL)制备过渡金属取代多金属氧酸盐Cu PW_(11)与石墨烯的复合膜{GN/Cu PW_(11)}_n,再通过恒电位法将Pt纳米粒子电沉积到复合膜上得到Pt/{GN/Cu PW_(11)}_n复合膜催化剂。用AFM、SEM、XRD和XPS对Pt/{GN/Cu PW_(11)}_4复合多层膜的组分和表面形貌进行了表征,结果表明:载体多层膜{GN/Cu PW_(11)}_4表面较为平整均匀,在选定恒电位下沉积在载体表面的Pt纳米粒子呈现花簇状且分布均匀。Pt/{GN/Cu PW_(11)}_4复合多层膜中Pt主要以Pt(0)形式存在,还含有少量Pt(Ⅱ)和Pt(Ⅳ)。电催化实验研究结果显示:引入Cu PW_(11)有效增强了Pt/GN复合膜催化剂的催化活性、电化学稳定性和抗CO毒化性能。     

{H3[PMo12O40]/Pt/PAMAM}复合膜的制备及对甲醇的电催化氧化

采用循环伏安法在玻碳电极上制备了{H3[PMo12O40]/Pt/PAMAM}复合膜,用X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱技术(EDS)、原子力显微镜(AFM)和循环伏安法(CV)研究了膜的组成、形貌及其对甲醇的电催化氧化活性。结果表明,Pt纳米粒子在PAMAM基底上分散均匀;最外层沉积H3[PMo12O40]后,与相同条件下制备的Pt/PAMAM膜相比,{H3[PMo12O40]/Pt/PAMAM}复合膜修饰电极对甲醇的氧化有更强的电催化活性。     

氧化石墨烯/壳聚糖层层自组装复合膜的制备及其在环保领域中的应用

利用层层自组装技术将氧化石墨烯与壳聚糖进行自组装,制备出一种新型的氧化石墨烯/壳聚糖复合膜,并利用原位合成的方法引入纳米银粒子。采用紫外可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和原子吸收等分析方法对复合膜的自组装行为和催化性能进行了研究。实验结果表明,氧化石墨烯与壳聚糖可通过层层自组装技术制备出新型复合膜,这种复合膜可包裹纳米银粒子,膜内纳米银粒子对4-硝基苯酚的催化活性较高,并且可实现循环使用。此外,在稳定性实验中,复合膜不会释放纳米银粒子或银离子,避免了给水体带来二次污染。因此,这种材料在水处理等环保领域中可能具有巨大的潜在实用价值。     

Pd/PMo12-GN复合膜的制备及其对甲酸氧化的电催化性能

以紫外光还原法将氧化石墨(GO)还原成石墨烯(GN), 同时将磷钼酸(PMo₁₂)修饰到石墨烯上, 形成磷钼酸功能化的石墨烯PMo₁₂-GN, 并以此为基底利用电化学还原法制备了Pd/PMo₁₂-GN复合膜催化剂。运用X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜、透射电镜等对复合膜的组成、结构、形态进行表征, 结果表明: 实验成功制备了Pd/PMo₁₂-GN复合膜催化剂, 且Pd颗粒均匀分散在PMo₁₂-GN基底上。采用CV、计时电流法、CO溶出伏安法、交流阻抗法等电化学方法研究了Pd/PMo₁₂-GN复合膜的电催化性能。研究结果表明: 制备的复合膜催化剂对甲酸氧化反应的催化活性、催化稳定性、抗CO毒化能力和电子传递能力显著优于商品化的Pd/C催化剂。Pd/PMo₁₂-GN复合膜电催化性能的提高主要是由于Pd纳米颗粒在PMo₁₂-GN基底上均匀分散, 以及PMo₁₂的强氧化能力从而使钯表面一氧化碳等中间产物能迅速氧化去除。     

Pt/ZrP-Th-CNTs复合催化剂的制备及其对甲醇的电催化氧化

利用硫堇(Th)和碳纳米管(CNTs)对磷酸锆(ZrP)改性,并以改性的ZrP复合材料作为催化剂载体,采用化学还原法制备得到Pt/ZrP-Th-CNTs复合催化剂.SEM研究结果表明,金属铂(Pt)微粒在载体表面具有很高的分散度,且颗粒大小均匀,电极的比表面积也得到较大提高.考察了复合电极在酸性介质中对甲醇的电催化氧化...     

氧化石墨烯/聚乳酸自组装薄膜的制备及阻隔性能研究

为了提高聚乳酸薄膜的气体阻隔性能,利用氧化石墨烯(GO)和聚乙烯亚胺之间的静电结合力,通过层层自组装法将它们沉积在聚乳酸(PLA)基底上制备GO/PLA自组装薄膜。选择了3个厂家生产的GO,对其进行了结构分析,并对其制备的GO/PLA自组装薄膜的阻隔性能进行了检测,筛选出最合适的GO。并考察了GO浓度、自组装层数对GO/PLA自组装薄膜的氧气、水蒸汽阻隔性能的影响。结果表明：GO的阻隔性能受到片径、缺陷程度和含氧官能团的综合影响;随着GO浓度增加,自组装层数增加,自组装薄膜的阻隔性能均有明显改善,但水蒸汽的阻隔性能变化不如氧气阻隔性能变化剧烈;当GO浓度为6mg/mL,自组装层数为20层时,相比于聚乳酸原膜,透氧系数和水蒸汽透过率分别降低了99.01%和56.6%。     

Pt/Ni异质纳米线的制备及其电催化氧化甲醇性能

首先采用直流电化学沉积法,在氧化铝模板内成功合成了Pt/Ni异质纳米线的有序阵列,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对所合成样品的晶体结构和形貌进行了表征测试。然后将Pt/Ni异质纳米线修饰在玻碳电极上,利用循环伏安法和计时电流法对比研究了这种新型纳米结构对甲醇的电催化性能,结果表明,Pt/Ni异质纳米线具有明显优于Pt或Ni纯金属纳米线的甲醇催化活性和稳定性。     

Pt／C催化剂的制备及其对甲醇电催化氧化的研究

首次报道了以乙二胺四乙酸（EDTA）作为螯合剂,采用硼氢化钠还原氯铂酸制备Pt／C（Pt的质量分数为20％）纳米催化剂,TEM分析表明,通过改变反应的pH值可以获得分散度与粒径不同的Pt粒子,当pH=12．5时,Pt的分散度最高,平均粒径最小（3．2nm）。催化剂的退火处理研究表明,经270℃氮气氛围内退火后,其电催化活性有了显著提高。使用循环伏安法在甲醇的溶液中电催化氧化研究结果表明,在pH=12．5时制备的催化剂对甲醇的电催化氧化活性最高。     

氧化石墨烯改性聚乙烯亚胺/木质素磺酸钠纳滤膜的制备及性能研究

在聚乙烯亚胺(PEI)/木质素磺酸钠(SL)纳滤膜的基础上,利用层层自组装技术,制备了氧化石墨烯(GO)改性的PEI/SL纳滤膜,通过ATR-FTIR、XPS、SEM等表征手段研究添加GO对复合膜结构的影响.结果表明,GO加入PEI或SL不影响自组装过程,并可嵌入改性膜的分离层内,且GO在PEI中的分散性优于其在SL中的分散性.在1.0 MPa操作压力下,GO改性膜分离2 g/L MgSO_4溶液的纳滤性能测试结果显示,GO在PEI溶液中添加质量浓度为0.025和0.035 g/L时性能较优,在SL溶液中添加质量浓度为0.015和0.025 g/L时性能较优,其中最优膜截留率可达90%,较未改性的PEI/SL膜提高了19%.通过层层自组装法制备的GO改性的新型纳滤膜,为改善纳滤膜性能提供了参考.     

Pt/TiO2-NTs复合材料的制备及其甲醇电氧化机理研究

采用水热法合成锐钛矿型TiO2纳米管(TiO2-NTs),并以其为载体制备了Pt/TiO2-NTs复合材料。用TEM、XRD对复合材料的形貌和结构进行了表征,TEM测试表明Pt纳米粒子以簇状形式均匀地分散在TiO2纳米管表面。运用循环伏安法研究了Pt/TiO2-NTs复合材料在不同条件下对硫酸中甲醇的电催化活性,并讨论了甲醇的电氧化机理。结果表明,Pt/TiO2-NTs复合材料具有出色的电催化活性。因此,TiO2-NTs被认为是非常有潜力的燃料电池贵金属催化剂载体材料。     

V2O5/RGO复合材料的制备及其电化学性能研究

采用层层自组装法制备了五氧化二钒/还原氧化石墨烯(V_2O_5/RGO)复合材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对样品的结构及形貌进行了表征,采用三电极体系测试了V_2O_5/RGO复合材料的比电容量、循环稳定性、充放电性能。结果表明,所制备的V_2O_5/RGO复合材料呈层状结构,V_2O_5和RGO的层间距分别为1.2990nm和0.9019nm,较大的层间距有利于Li~+在纳米片间迁移;当V_2O_5与氧化石墨烯(GO)的投料比为2∶1时,在0.5mol/L的Li_2SO_4电解液中,复合材料的比容量为552.04F/g,经过500次循环后,比容量保持率为87.02%。     

SnO2底层形貌对Pt／SnO2薄膜电催化氧化甲醇性能的影响

通过加入不同的有机添加剂,以电沉积一热氧化法制备了3种不同形貌的多孔SnO2薄膜,再电沉积Pt,制备得到不同形貌的多孔Pt／SnO2薄膜。通过扫描电镜（SEM）、x射线衍射（XRD）和循环伏安（CV）法分析了薄膜的形貌、结构和电催化氧化甲醇的活性。结果表明,不同形貌的多孔Pt／SnO2薄膜具有不同的电催化性能：SnO2镀液中添加聚乙二醇辛基苯基醚（OP,1．0mL／L）和苯甲醛（25mg／L）,制得的SnO2薄膜呈一定规则排列的长条状,经氧化和电沉积Pt后的多孔Pt／SnO2薄膜具有良好的电催化氧化甲醇的活性及耐CO的性能。     

CRGP柔性导电薄膜及其超级电容器制备与性能

以CNFs膜为基材,采用层层自组装法制备CNFs/RGOn膜,通过原位聚合法在膜表面聚合PANI,制备复合导电CRGP膜电极并组成超级电容器S-RGP。研究采用UV-vis光谱、XRD、SEM等对CRGP膜的吸光度、结晶特性与形态进行测试表征,同时系统测试了S-RGPCV曲线、GCD、EIS等电化学性能。结果表明:原位聚合法得到CRGP膜表面不均匀,PANI层与基材间存在间隙,存有活性物质,导致S-RGP内阻较小;S-RGP的ESR低、柔性良好;由于原位聚合的PANI层较厚,电容器S-RGP具有一定的电致变色特征。     

铂钌/聚苯胺/聚砜复合膜电极的制备及对甲醇的电催化氧化

利用电化学聚合分别制备了铂(Pt)及其铂钌(PtRu)/聚苯胺(PAN)/聚砜(PSF)复合膜电极。采用循环伏安法和电化学交流阻抗对复合膜电极的甲醇电催化氧化性能进行了比较与分析。结果表明:PtRu/PAN/PSF电极对甲醇的电催化活性比Pt/PAN/PSF电极的高,铂钌的沉积不仅改变了催化剂表面对氢的吸附性质,而且使氧化物还原峰电位向阴极方向移动。另外,对在不同浓度下沉积的铂钌电极对甲醇的催化效果也做了讨论,验证了RPt∶Ru=2∶1时,复合膜电极具有最好的催化活性。     

炭载Pt-P催化剂对甲醇氧化的电催化性能研究

通过NaH2PO2自分解方法制备了高分散性的Pt-P/C催化剂,并且使用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等表征手段对催化剂进行了表征,NaH2PO2的加入可有效降低催化剂的粒径,约为2.3nm。此外,亦用多种电化学测试手段测试了P的掺杂对甲醇的电催化氧化性能的影响,测试结果表明PtP/C催化剂不但能够增强催化剂对甲醇催化氧化的活性,而且还能够提高催化剂的稳定性。该测试结果表明Pt-P/C催化剂是一类具有潜在应用前景的直接甲醇燃料电池阳极催化剂。     

层层自组装法制备氧化石墨烯复合单价选择性离子交换膜

将氧化石墨烯(GO)添加到聚丙烯酸(PAA)溶液中,并与聚乙烯亚胺(PEI)在阳离子交换膜表面通过层层自组装(LBL)法制备了单价选择性离子交换膜。结果表明,PEI为表层的复合膜,具有更高的单价离子选择性,随着层层自组装的进行,GO连续地沉积到膜的表面。复合膜的面电阻随组装层数的增加而增大,相比于未添加GO的多层膜,GO的加入有利于膜电阻的降低。同时,随着自组装层数的增加,复合膜的单价离子分离效率提高;GO浓度升高,复合膜的单价离子选择性先升高后降低,当GO浓度升高至0.5 g/L时,复合膜的分离效率最高。     

氧化石墨烯在提高包装材料阻隔性能方面的应用

高分子材料由于耗能低、成本低和加工性好的优点在包装材料领域得到越来越多的关注,但高分子材料的气体阻隔性能不够理想,极大限制了其在包装行业的应用。氧化石墨烯由于具有良好的阻隔性能而在改善高分子包装材料气体阻隔性能方面得到广泛应用。介绍了氧化石墨烯/高分子材料用于气体阻隔膜的制备方法:混合法、喷涂法和层层自组装法,并指出3种方法的优缺点。还对氧化石墨烯在改善高分子包装材料的气体阻隔性能方面的发展前景做了展望,并提出提高氧化石墨烯的剥离程度和控制其在膜中的取向是提高高分子材料阻隔性能的关键。     

功能化石墨烯多层膜载金催化剂的制备及其对肼的电催化氧化

以聚二甲基二烯丙基氯化铵功能化石墨烯(PDDA-GNs)和磷钼酸功能化石墨烯(PMo₁₂-GNs)为原料,利用层层自组装法制备了功能化石墨烯多层膜({PDDA-GNs/PMo₁₂-GNs}),以此多层膜为载体,通过恒电位电沉积法制备功能化石墨烯多层膜载金催化剂(Au/{PDDA-GNs/PMo₁₂-GNs}_n)。采用XRD、XPS和SEM等表征Au/{PDDA-GNs/PMo₁₂-GNs}_n催化剂的组成、结构和形貌。结果表明:实验成功制备了Au/{PDDA-GNs/PMo₁₂-GNs}_n催化剂,且多层膜载体改善了Au粒子的分散性。利用循环伏安(CV)、计时电流(It)和交流阻抗(EIS)等评价催化剂对肼氧化的电催化性能。结果表明,Au/{PDDA-GNs/PMo₁₂-GNs}_n催化剂使肼氧化的电催化活性和稳定性得到很大提高。与Au/玻碳电极(GCE)相比,Au/{PDDA-GNs/PMo₁₂-GNs}_n催化肼氧化反应的峰电流密度从0.46 mA/cm2提高到0.87 mA/cm2,600 s时的稳态电流密度是Au/GCE的2.5倍。      

多组分氧化石墨烯/聚醚胺/碳纳米管层级结构碳纤维复合材料的制备及性能研究

利用层层自组装法在碳纤维表面构建多组分氧化石墨烯/聚醚胺/碳纳米管,在碳纤维表面构建新型界面相,从而提高碳纤维与树脂基体的结合能力。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和显微共焦拉曼光谱仪分析了碳纤维表面结构和官能团,采用热导仪测试了碳纤维复合材料的热导率,采用万能试验机测试了碳纤维复合材料的层间剪切强度(ILSS)、复合材料的弯曲强度和弯曲模量。结果表明：当碳纤维表面氧化石墨烯/聚醚胺/碳纳米管循环组装2次后,碳纤维复合材料的热导率提高了51.5%,层间剪切强度提高了52.2%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了33.3%和60.1%。     

薄壳层核壳型Ni/Pt纳米粒子的制备及电催化性能

通过胶体-化学镀法制备不同厚度薄壳层核壳型Ni/Pt纳米粒子, 采用HRTEM、EDS、XPS和XRD手段对粒子的形貌、晶型和组成进行物理表征. 采用动电位、循环伏安法对其氧电还原和甲醇电氧化活性进行测试. 实验结果表明, 核壳结构Ni/Pt纳米颗粒基本为球形, 其中Ni₁-Pt_0.067平均直径为7 nm左右, 壳层厚度约1 nm. 与Pt/C相比, 核壳型Ni/Pt纳米粒子对氧电还原和甲醇电氧化的催化活性显著提高. 在所制备的不同壳层厚度催化剂中, Ni₁-Pt_0.067/C在0.5 mol/L H₂SO₄中氧电还原的最大峰电流密度可达到143.06 mA/mg, 是相同反应条件Pt/C峰电流密度的1.4倍; 而Ni₁-Pt_0.067/C在0.5 mol/L H₂SO₄+1.0 mol/L CH₃OH溶液中甲醇电氧化峰电流密度可达538.3 mA/mg, 是Pt/C峰电流密度的5.2倍. 若以1 mg贵金属Pt为基准, Ni₁-Pt_0.067/C的比质量活性相对Pt/C的提高了30倍.