介孔有机硅纳米反应器在生成5-羟甲基糠醛中的应用

有序介孔有机硅固体酸纳米反应器的构建过程中,通过孔道缩短剂Zr(IV)离子、扩孔剂三甲苯(TMB)以及丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)的引入来调整有机硅固体酸纳米反应器的形貌及孔道结构。结果发现:在有序介孔有机硅固体酸纳米反应器的合成参数中,TMB可以有效地增加孔径,Zr(IV)离子能够缩短孔道长度,而同等合成条件下,MPTMS的量将是影响其各项孔结构参数的重要因素。有序介孔有机硅固体酸纳米反应器在果糖脱水生成5-羟甲基糠醛中的应用研究结果表明,适宜增加合成过程中MPTMS的量可以增加引入有序介孔有机硅固体酸纳米反应器中的活性位的量,但过量则会破坏其有序机构,同时研究还发现,扩孔剂TMB的加入可以有效平衡活性位的量与适宜孔道结构之间的关系,从而构建出性能最优的固体酸纳米反应器。     

共溅射法制备的Pt-C薄膜的微观结构和电化学性能的研究

用共溅射的方法制备了Pt-C薄膜,薄膜由Pt纳米粒子和非晶C组成。电子显微镜和X射线衍射的测试结果显示Pt纳米粒子镶嵌在非晶C之中。高分辨率透射电子显微图像证实了2~3 nm的Pt粒子镶嵌于非晶C层中。Pt和Pt-C薄膜的电化学特性是通过循环伏安法来研究的,电解液为氮气饱和的0.5g/mol的硫酸溶液。与纯Pt薄膜相比,Pt-C薄膜显示了更高的电化学活性面积,这主要是由于非晶C支撑基材的存在降低了Pt纳米颗粒的粒径。     

磁控溅射法制备直接甲醇燃料电池阴极

等离子体溅射沉积是制备直接甲醇燃料电池电极的非常好的方法。采用磁控溅射,Pt被成功溅射在气体扩散层上。在不同的溅射功率和气压下制备了具有相同Pt负载量(0.1mg/cm2)的电极。X射线衍射测试显示Pt以面心立方结构存在。X射线光电子能谱证明了电极中的Pt以Pt(0)态的形式存在。扫描电镜观测显示Pt催化剂以纳米粒子和纳米团簇的形式存在。溅射电极的循环伏安曲线都具有Pt金属的典型性质。将用溅射方法制备的阴极与商用催化剂制备的阳极组装成膜电极一体化,并测试了单电池的性能。结果显示,在5.3Pa,110W条件下制备的阴极相比其他溅射参数下制备的电极具有较好的电性能,这主要是由于Pt粒径的降低以及多孔催化剂层的形成。     

氮掺杂中空石墨烯球负载Pt催化剂的制备及其电化学性能

以模板牺牲法合成的氮掺杂中空石墨烯球(Nitrogen-doped hollow graphene spheres, NHGSs)为基体,通过硼氢化钠还原前驱体氯铂酸,在NHGSs上负载Pt纳米颗粒,获得NHGSs/Pt催化剂;采用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、拉曼光谱分析仪、N₂吸/脱附仪、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体发射光谱仪对NHGSs及NHGSs/Pt进行形貌和结构表征,并测试其在酸性和碱性电解液中的电化学性能。结果表明：NHGSs和NHGSs/Pt具有超大的比表面积以及明显的介孔结构,有利于电荷转移并提高相应的电化学性能;在碱性电解液中,在NHGSs上负载质量分数9.72%Pt的NHGSs/Pt-2催化剂的ORR的起始电位为1.0805 V、半波电位为0.8075 V;在酸性电解液中,NHGSs/Pt-2催化剂的HER的过电位为53.5 mV;在Pt实际负载量只有9.72%的情况下,NHGSs/Pt催化剂的性能就能达到甚至超过质量分数20%商用材料Pt/C的性能。该研究为提升电极材料的催化活性、降低贵金属用量提供了新的思路。     

Li(4-x/3)YxTi(5-2x/3)O12/C的合成及电化学性能研究

以氧化钇为Y3+的掺杂源,以蔗糖或导电炭黑为碳源,对Li4Ti5O12同时进行离子掺杂和碳掺杂,采用高温固相法合成负极复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2x3)O/12/C(x=0.1).重点考察了Y掺杂、Y和碳协同掺杂,以及不同碳源对该复合材料形貌、粒径和电化学性能的影响.结果表明:使用蔗糖为碳源合成的复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2x/3)O12(x=0.1)体现了相对较好的倍率性能和循环稳定性,在0.15 C、0.40 C、0.70 C、1.40 C和3.30 C下材料首次放电比容量分别为150.4、144.5、144.5、140.8和116.9 mAh/g,3.3 C下循环10次后容量仍保持为116.7 mAh/g.电化学交流阻抗表明,使用蔗糖为碳源合成的复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2x/3)O12的阻抗从纯Li4Ti5O12的912.5Ω降低到227.7 Ω.     

碳源对核壳结构LiFePO4/C纳米复合正极材料性能影响

采用二步反应的方法制备了核壳结构的LiFePO4/C纳米复合锂离子电池正极材料,这种方法包括聚苯胺包覆的FePO4前驱体的制备和在碳源材料存在下高温焙烧。聚苯胺的初始包覆能够有效地防止FePO4在高温下进一步生长,有利于制备纳米尺寸的LiFePO4/C纳米复合物。碳源材料的类型对所得LiFePO4/C的颗粒尺寸,形貌,电化学性能具有十分明显的影响。以蔗糖为碳源合成的LiFePO4/C材料具有较小的颗粒尺寸、较高含量的均匀的表面碳包覆层,并显示出最佳的电化学性能。