直接甲醇燃料电池PtSn/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性

采用低温固相反应法制备了直接甲醇燃料电池用PtSn/C阳极催化剂,采用XRD、TEM等测试方法对催化剂的晶体结构和粒径大小进行了表征. 结果表明:采用低温固相反应法制备的PtSn/C催化剂和Pt/C催化剂均表现为Pt的fcc晶体结构;Sn的加入导致Pt的晶胞参数增大;与同法所制Pt/C催化剂相比较,PtSn/C催化剂中金属Pt在碳载体上分布较均匀,金属粒子的粒径较小,平均粒径约为4.8 nm,从而具有更大的反应表面积. 电化学测试表明,对于甲醇电氧化,PtSn/C催化剂具有比Pt/C催化剂更强的催化能力.     

水热法合成掺杂氮多孔碳及其超级电容特性

分别以乙二胺、乙酰胺为氮源采用水热法合成掺氮多孔碳材料,利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜、比表面测试等对样品的结构、组成、形貌、比表面积进行了分析和表征,通过循环伏安、恒流充放电对样品的电化学性能进行了测试,探讨了不同氮源对多孔碳材料组成、表面形貌、孔径、比表面积以及电化学性能的影响。通过乙酰胺引入氮源的多孔碳材料表面微观形貌呈蜂窝状的多孔结构,孔的内部相连,比表面积为233.1m2/g,孔径约5.1nm。其孔结构丰富,孔尺寸分布单一。作为超级电容器的电极材料,经恒流充放电测试,比容量为188.7F/g。     

质子交换膜燃料电池用碳气凝胶载铂催化电极

采用乙二醇还原法,以碳气凝胶为载体制备碳气凝胶载铂催化电极(Pt/CA/CP),并制成燃料电池单电池。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X线衍射仪(XRD)对碳气凝胶载铂催化剂进行表征,铂颗粒均匀分散于碳气凝胶载体上,粒径集中为3~5 nm。采用循环伏安法(CV)对碳气凝胶载铂催化电极进行电化学性能评价,碳气凝胶载铂催化电极具有较高的催化剂利用率,采用燃料电池测试系统对单电池进行性能评价,碳气凝胶载铂催化电极单电池工作电压可大于0.9 V,电流密度接近1 A/cm~2。     

水热合成单分散碳球的制备与表征

以葡萄糖为原料水热法合成粒径均一单分散碳球,研究反应时间、反应温度、葡萄糖浓度、pH值、甲醛用量对碳球形貌及粒径的影响,采用SEM、FTIR、XRD对碳球的形貌和结构进行表征。结果表明,单分散碳球的最佳制备工艺为:反应温度160℃、反应时间6h、葡萄糖浓度0.25mol/L、体系pH值为8、甲醛用量2g;所制碳微球粒径约为350nm,分散系数为0.011,产率约为20%;制备出的碳球表面含有—OH、—CO、COOH官能团,碳球中含有无定形炭。     

纳米二氧化锡的改性及锡/碳复合微球的制备

采用硅烷偶联剂对纳米二氧化锡(SnO₂)进行表面接枝改性,增加其疏水性,改善SnO₂与有机物的相容性。以改性纳米SnO₂、间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,在碱性催化剂和表面活性剂作用下经溶胶-凝胶过程,制得球形SnO₂/间苯二酚/甲醛湿凝胶,经过超临界干燥和炭化处理得到锡/碳二元复合微球。采用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X-射线衍射（XRD）对锡/碳复合微球的形貌和结构进行了表怔,并测试其电化学性能。形貌分析显示平均粒径为40nm的金属锡颗粒均匀分散在炭气凝胶微球中,电化学测试表明锡/碳复合微球显示了较高的储锂容量和较好的循环性能。     

用于PEMFC的介孔碳担载铂氧化钨电催化剂的制备与表征

利用介孔碳作为载体,制备介孔碳担载Pt-WO3复合催化剂应用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)电极.以苯为碳源,采用气相沉积法复制介孔SiO2 Al-SBA-15模板结构合成石墨化介孔碳Cg,采用浸渍法制备无定形介孔碳CMK-3.通过分步沉积,将Pt和WO3担载到介孔碳载体上,采用比表面分析(BET)、X线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安法以及单电池极化性能测试对介孔碳担载的复合催化剂进行表征.结果表明:介孔碳作为催化剂载体,其孔道结构有助于催化剂的均匀分散,从而提高催化剂的电催化剂活性.由于石墨化介孔碳的导电性能高于无定形介孔碳,因此Pt-WO3/Cg比Pt-WO3/CMK-3具有更好的电极催化活性.     

羟丙基-β-环糊精修饰纳米碳管载钯催化剂的制备及其甲酸氧化性能

以羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)为添加剂修饰碳纳米管为复合载体,常温常压下,成功合成了Pd纳米簇状结构,并用于甲酸的电催化氧化.XRD及TEM结果表明,制备出的Pd纳米簇状结构由粒径均匀,约为3.6nm的纳米颗粒组成,且高度分散沉积在载体表面.循环伏安测试结果表明,催化剂Pd/HP-β-CD-MWCNTs对甲酸氧化表现出了较高的催化活性和电化学比表面积.研究表明,在HP-β-CD存在条件下,将Pd纳米簇沉积在未作处理的碳纳米管上制备的催化剂适合应用于甲酸燃料电池.     

羟丙基-β-环糊精修饰纳米碳管载钯催化剂的制备及其甲酸氧化性能

以羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)为添加剂修饰碳纳米管为复合载体,常温常压下,成功合成了Pd纳米簇状结构,并用于甲酸的电催化氧化.XRD及TEM结果表明,制备出的Pd纳米簇状结构由粒径均匀,约为3.6nm的纳米颗粒组成,且高度分散沉积在载体表面.循环伏安测试结果表明,催化剂Pd/HP-β-CD-MWCNTs对甲酸氧化表现出了较高的催化活性和电化学比表面积.研究表明,在HP-β-CD存在条件下,将Pd纳米簇沉积在未作处理的碳纳米管上制备的催化剂适合应用于甲酸燃料电池.     

磺酸型中空多孔碳微球基固体酸催化煎炸废油的酯交换反应

以中空多孔碳微球(HPCMs)为载体，依次经过酰胺化、H₂O₂氧化和氯磺酸磺化后制得磺酸型中空多孔碳微球基固体酸(SHPCMs)催化剂，借助SEM、TEM、氮气物理吸脱附、XPS、TG和boehm滴定法等对催化剂的理化性质进行了表征.结果表明，该催化剂具有中空多孔结构，表面成功接枝磺酸基团，表面酸量为13.0 mmol/g,比表面积为11.5 m²/g,平均孔径为4.39 nm,在酯交换反应中表现出良好的催化性能，在最佳反应条件下(反应温度120℃、反应时间7 h、醇油物质的量之比16∶1),脂肪酸甲酯的产率为98.60%.     

化学镀法制备Pt/Au-PAN催化电极及其催化氧化甲醇性能研究

利用静电纺丝和化学镀技术相结合的方法,制备出镀金聚丙烯腈杂化纤维膜Au-PAN,然后以此为载体,再利用化学镀法在该膜的表面镀上一层铂纳米粒子,从而构建出催化电极Pt/Au-PAN.为了比较,在相同条件下将商用Pt/C滴涂到Au-PAN基底上构建催化电极Pt/C/Au-PAN.采用SEM、TEM和XRD对催化电极结构表征,并研究其催化氧化甲醇的性能.结果表明:用化学镀法制备的Pt/Au-PAN电极对甲醇的电化学氧化活性和稳定性都明显优于商用铂碳催化剂.     

电沉积法制备PtRuNi、PtRuMo催化剂及甲醇电氧化性能研究

采用恒电位法在玻碳电极上沉积PtRu、PtRuN i和PtRuMo催化剂,研究了催化剂在硫酸溶液中对甲醇的电氧化性能;采用EDS-SEM观察催化剂的形态和测试催化剂的整体组成.研究结果表明,三种催化剂的组成(原子比)分别为Pt/Ru/Mo=3/1/1,Pt/Ru/N i=5/1/0.13,Pt/Ru=3/1,沉积的粒子为球形,粒径在100~600 nm.三种催化剂对甲醇的电氧化活性依次为PtRuMo>PtRuN i>PtRu.     

Fe_3O_4@Au核壳结构的制备及在苯乙烯环氧化中的研究

以FeCl3·6H2O为铁源,乙二醇为还原剂,聚乙二醇为表面活性剂,在200℃水热条件下制备平均粒径约为300 nm的介孔Fe3O4.以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为偶联剂对Fe3O4进行改性,室温超声下用柠檬酸钠将Au3+还原为Au0,制备了Fe3O4@Au核壳材料.利用扫描电镜(SEM),N2-吸附-脱附等温线,X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外对核壳材料进行表征,结果表明,比表面为95.56 m2/g、孔径为5.67 nm,Fe3O4表面被金均匀涂层,其具有较好的光催化环氧化选择性.     

复合空心TiO2@SiO2纳米微球光催化性能研究

通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解,得到了单分散空心SiO2纳米微球,经溶胶-凝胶法与纳米TiO2复合制备得到了TiO2@SiO2纳米球.利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2@SiO2纳米球进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了SiO2纳米微球的复合对TiO2粒径大小、比表面积、形貌、晶型转变以及光催化活性的影响.在可见光照射下,利用有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解为探针反应,研究了TiO2@SiO2纳米球的光催化活性及适应的pH范围.结果表明,SiO2纳米球的复合能明显提高光催化剂的比表面积及其对RhB的吸附量.同时能明显提高TiO2在可见光下的光催化活性,可见光下照射120min后RhB完全褪色,同时16h后的矿化率达到60%.TiO2@SiO2纳米球在pH 3～9范围内均表现出较高的催化性能.     

三维多孔锂电池材料合成模板剂聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球的制备研究

采用单分散聚合法和种子溶胀法,在乙醇/甲醇体系中以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)高分子微球,并以此作为后继制备三维(3D)多孔结构锂电池材料的合成模板剂.讨论两种合成方法获得微球的粒径均匀性和粒径分布,认为单分散聚合法能获得较为理想的模板剂,研究此方法中单体介质比和引发剂浓度对微球粒径和分散性的影响,得出最佳合成条件为:MMA/medium=13.8%(质量分数,全文同),AIBN=6g时,合成微球的粒径最均匀,平均为3.8μm,粒径分布为0.103 2.     

超声法制备纳米氧化镍其性能研究

采用不同方法制备了超级电容器材料NiO纳米球.运用XRD、SEM和TEM对制备的NiO进行了形貌和结构分析.结果表明:在表面活性剂SDBS存在下,超声法制备的NiO为球状结构,粒径为1³nm.在-0.43nm.在-0.4⁰.6V的电位范围内,NiO-US表现出典型的法拉第准电容特性.     

金胶/碳球复合纳米材料的制备及表征

通过微波水热法,以葡萄糖水溶液为原料,制备了单分散的溶胶碳球,用自组装方法把金胶纳米粒子修饰在碳球表面合成了金胶/碳球纳米复合材料。通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱及循环伏安等技术对最终产物的形貌、组成和光学性质进行了表征。由于所得到的金胶/碳球复合材料具有很好的化学稳定性与无毒性,同时金胶纳米粒子具有生物相容性,该复合材料可作为载体材料应用于生物分析。     

氧化碳加氢合成甲醇CuO-ZnO-ZrO2催化剂的制备

采用共沉淀法、真空冷冻干燥法、超声波法、水热法等方法制备了一系列CuO-ZnO-ZrO2甲醇合成催化剂,在微型固定床反应器上考察了其对CO2加氢合成甲醇的催化性能及影响,并用XRD、H2-TPR、CO2-TPD、TEM、EDAX、BET等手段进行了表征.研究结果表明,采用真空冷冻干燥法和超声波法能够制备出高比表面积、高活性、高选择性的甲醇合成催化剂CuO-ZnO-ZrO2     

超声化学制备ZnO单分散纳米球及光学性能

以Zn（CH3COO）2.2H2O为锌源、三乙醇胺（TEA）为碱源,通过无模板超声化学技术制得了大面积单分散的纳米ZnO多孔球和实心球.产品用XRD、FESEM、IR、UV-vis吸收光谱和光致发光光谱对所制得的ZnO样品进行了结构、形貌和光学性质的测试.通过调控TEA浓度,可获得由20～25 nm的粒子组装成的ZnO多孔球和实心球,多孔球的直径为120～260 nm,实心球的直径为200～340 nm.对球形ZnO纳米结构的生长过程进行了探讨.     

在超临界流体中将PtRu纳米粒子沉积在石墨烯片层及其电催化性能研究

在超临界二氧化碳的辅助下,使用乙酰丙酮铂和乙酰丙酮钌作为前驱体,甲醇作为共溶剂,H2作为还原剂,在200℃将PtRu纳米颗粒还原负载在石墨烯（EG）上.制备产物的形貌和微结构用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和透射电子显微镜（TEM）进行了分析.同时,用相同的方法制备了PtRu/C（炭黑Vulcan XC-72）复合材料,将其与PtRu/EG对于甲醇氧化的电催化活性和稳定性也通过循环伏安和计时电流法进行了比较.研究证实,用超临界流体方法沉积在石墨烯上的PtRu纳米颗粒具有较小的平均粒径和尺寸分布.与PtRu/C相比,PtRu/EG复合材料对于甲醇电氧化展示出更高的电催化活性和稳定性.     

聚乳酸微球的制备

利用聚乙烯醇和阿拉伯胶作为修饰剂, 采用溶剂挥发法制备聚乳酸微球, 通过正交实验设计研究了不同的修饰剂、 有机溶剂、 聚乳酸浓度、 表面活性剂、 搅拌速度等因素对微球粒径的影响, 并对制备的微球粉体学性质进行了初步研究. 结果表明, 在本文的工艺流程下制备的微球具有较均一的粒径, 平均粒径为2.0～3.0 μm, 微球表面平滑, 呈球形.