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.     

Pt_5Pb/MWCNTs催化剂的制备及催化氧化甲醇的性能研究

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,硼氢化钠为还原剂,通过简单的化学还原法制备Pt_5Pb/MWCNTs催化剂。用TEM、XRD、XPS和电化学测试对催化剂Pt_5Pb/MWCNTs的微观形貌、表面组分、价态和电化学性能进行了表征。结果表明,Pt_5Pb/MWCNTs对甲醇的电化学氧化表现出良好的催化活性和稳定性,其原因为Pt和Pb之间的协同作用。     

化学镀法制备多壁碳纳米管负载非晶态镍-磷纳米粒子催化剂的性能及其苯加氢催化活性研究

通过化学镀工艺,采用以次磷酸钠为还原剂的镀液将镍-磷（Ni-P）纳米粒子负载于多壁碳纳米管（MWCNTs）表面。通过场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、高分辨透射电镜（HR-TEM）、X射线衍射仪（XRD）、选区电子衍射仪（SAED）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、差示热分析仪（DTA）、X射线光电子能谱仪（XPS）等测试手段对催化剂的物理化学性能进行了表征,分析结果表明：Ni-P纳米粒子化学组成为Ni_73.8P_26.2,为非晶态结构实心圆球体,均匀分散负载于MWCNTs外壁,平均尺寸约100 nm,粒度分布窄,镍元素与磷元素之间无明显电子转移,催化剂在350℃以下结构和热稳定性较强。通过催化剂对于苯加氢反应的研究评价了其催化性能,结果表明在Ni-P/MWCNTs催化剂作用下,苯全部选择性地转化为环己烷,催化剂显示出较好的催化活性（71.2%）和高选择性（100%）。     

以多聚甲醛为还原剂用液相还原法制备碳载铂催化剂

以多聚甲醛为还原剂用液相还原法制备了直接甲醇燃料电池（DMFC）用的碳载Pt（Pt/C）催化剂.结果表明,由于制得的催化剂中Pt晶粒的平均粒径小,结晶度低,因此对甲醇氧化的电催化性能优于商品化的E-TEK公司的Pt/C（Pt/C-E）催化剂和以甲醇为还原剂制得的P/C（Pt/C-M）催化剂.     

PtSn/C电极对乙醇的电催化性能研究

利用脉冲电位法在碳纸表面沉积Pt微粒制备了Pt/C催化电极,并在此基础上,采用不同的电化学方法沉积Sn微粒,制备了PtSn/C催化电极。用循环伏安法(CV)测定电催化剂催化氧化乙醇的活性,SEM分析催化电极的表面状态,并用XRD分析催化电极的结晶状况。结果表明：载入Sn后,形成PtSn合金;催化乙醇的活性提高3倍左右;并研究了Sn的电沉积方法和Sn载量的大小对PtSn/C电极催化乙醇的电活性的影响,在一定的铂载量下,采用循环伏安法沉积Sn所制得的PtSn/C(CV)催化电极较恒电位法制得的PtSn/C(CP)电极对乙醇具有更高的催化活性;Pt和Sn的物质的量的比为1∶1（其中载Pt量为202μg/cm²）的PtSn/C(CV)催化电极催化乙醇的活性最高。     

Pt_xCo_y/MWCNTs的制备及其催化氧化甲醇的性能研究

N,N-二甲基甲酰胺(DMF)介质中,以硼氢化钠为还原剂,预处理的多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,应用简单的化学还原法制备Pt/Co摩尔比不同的Pt_xCo_y/MWCNTs复合催化剂,并应用TEM、EDX、XRD、XPS和电化学测试等方法对其微观形貌、表面组分、价态等结构及其电化学性能进行表征。结果表明,碱性电解液中Pt/Co摩尔比为3∶1时,催化剂Pt_3Co/MWCNTs表现出良好的电化学催化氧化甲醇的性能,原因主要为其粒子粒径较小和PtCo合金中Pt和Co间较强的电子效应。     

MWCNTs负载MoBiSx纳米颗粒电催化还原CO2的性能研究

采用简单的水热法制备了多壁碳纳米管（MWCNTs）负载钼铋双金属硫化物（MoBiS_x）纳米颗粒复合催化剂,目的是对MoBiS_x的形貌尺寸以及低电导率进行改性,提高其在[EMIM]BF₄-H₂O电解液中的电催化还原CO₂性能。结果表明：尺寸约为10 nm～15 nm的MoBiS_x纳米颗粒均匀的负载在MWCNTs表面上。与MoBiS_x纳米颗粒催化剂相比,复合催化剂在[EMIM]BF₄-H₂O电解液中表现出更加优异的电催化还原CO₂的活性和选择性。进一步研究了复合催化剂在[EMIM]BF₄-H₂O电解液中水含量对电催化还原CO₂性能的影响。随着水含量的增加,还原电流密度逐渐增大。在[EMIM]BF₄-H₂O（40%）电解液中复合催化剂的催化电位为-0.3 V vs S...     

热解合成Pt-Ni催化剂及对乙醇电催化氧化

不引入其他还原剂,在多壁碳纳米管(MWCNTs)和铂镍前驱体存在的条件下,采用直接热解方法,在MWCNTs表面制备出Ni掺杂的铂基催化剂(Ptx Niy/MWCNTs).通过XRD和EDX的测试证明了Pt-Ni纳米颗粒在MWCNTs表面的生成.TEM的照片表明样品颗粒的平均粒径在4~8nm.在碱性溶液中,利用CV方法测试了制备的Ptx Niy/MWCNTs催化剂对乙醇氧化的电催化行为.结果显示,Pt1Ni1/MWCNTs在所制备的催化剂中对乙醇的电化学氧化具有高的催化活性.     

碳载Pt-TiO2阳极催化剂对甲醇氧化的电催化活性和稳定性

近年来,直接甲醇燃料电池（DMFC）由于使用液体燃料而越来越受到重视,但目前DMFC存在的一个普遍的问题是常用的Pt阳极催化剂易被甲醇氧化的中间产物所毒化.因此,一些研究者研究了能抗甲醇氧化的中间产物毒化的Pt二元合金或Pt和过渡金属氧化物复合催化剂,如Pt-Ru[1]、Pt-Sn[2]、Pt-WOx[3]等.考虑至TiO2在酸性溶液中的稳定性,Hamnett研究组[4]和我们研究组[5]发现pt-TiO2/Ti复合电极对甲醇氧化有很好的电催化活性和抗中毒的能力.本文报道了制备能在DMFC中实际使用的碳载Pt-TiO2催化剂（Pt-TiO2/C）的方法和比较了Pt-TiO2/C和Pt/C电极对甲醇氧化的电催化活性和稳定性.用固相法制备含Pt20％的Pt/C催化剂[6],将制得的pt/C催化剂和Ti（OBu）4按摩尔比1:1的比例悬浮在乙醇中,超声波震荡并加水,使Ti（OBu）4完全水解成TiO2,并均匀沉积到Pt/C催化剂上,洗涤,真空干燥,500℃热处理     

碳纳米管促进Cu-基高效甲醇合成催化剂

用自行制备的碳纳米管（CNTs）作为促进剂，研制出一类高效甲醇合成催化剂CuiZnjAlk-Ox-wt%CNTs，评价它们对CO／CO加氢成甲醇的催化活性，并与非CNTs促进的相应体系作对比研究。实现发现，碳纳米管能显著地促进甲醇合成反应活性的提高。在493K，5．0MPa,H2/CO/CO2/N2=62/30/5/3(V/V),GHSV=8000h^-1的反应条件下, Cu6Zn3Al1-Ox-12.5wt%CNTs催化剂上，甲醇的时空产率达1064mgh^-1(g-catal)^-1；产物中甲醇的选择性达98％以上；而在相同的制备和反应条件下、在非促进相应催化剂Cu6Zn3Al1-Ox上，甲醇的时空产率只达729mgh^-1（g-catal)-1.H2-TDP观测揭示，常压下在CNTs材料、以及CNTs促进催化剂CuiZnjAlk-Ox-wt%CNTs上，可以吸附存储着数量相当可观、在423－573K温度范围处于可逆吸、脱附的吸附氢物种。这一特性将有助于在甲醇合成反应条件下，营造较高氢稳态的表面氛围，以有利于提高表面加氢反应的速率；与此同时，很可能由于加氢活性的提高，使得碳纳米管促进催化剂上甲醇合成反应所需温度比非促进的相应体系下降15－25K，这在相当大程度上将有利于提高CO的平衡转化率和甲醇合的平衡产率。本文结果表明，碳纳米管对H2优异的吸附、活化及存储性能对于促进其所改进催化剂上甲醇合成反应活性的显著提高，起着关键作用。     

A novel monoclinic manganite/multi-walled carbon nanotubes composite as a cathode material of lithium-air batteries

A novel composite of monoclinic manganite/ multi-walled carbon nanotubes （γ-MnOOH/MWCNTs） composite as a cathode material of lithium-air batteries was successfully synthesized by a simple one-step hydrothermal method. Owing to the unique three-dimensional network of γ-MnOOH embedded in the porous structure of MWCNTs, the γ-MnOOH/MWCNTs composite could have an advantage of high electrocatalytic activities over those of two other kinds of cathode materials （MWCNTs and y-MnOOH/MWCNTs mixture）. The results of charge- discharge tests showed that the γ-MnOOH/MWCNTs composite as a cathode material of lithium-air batteries could effectively enhance the catalytic activity for the oxygen evolution reduction （OER） process. The lithium-air battery based on y-MnOOH/MWCNTs composite exhibits low charge potential and high discharge capacity.     

羟基磷灰石/碳纳米管复合生物材料的制备与表征

为了赋予碳纳米管(CNTs)表面良好的生物性能,拓展CNTs在硬组织生物材料及组织工程支架材料中的应用,采用化学共沉淀和水热后处理法宏量制备了羟基磷灰石(HA)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料,通过调节制备过程中浓硝酸纯化的MWCNTs加入量,考察不同MWCNTs含量的HA/MWCNTs复合材料的结合形式.扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征结果表明,当ω(MWCNTs)＝15%时,MWCNTs表面均匀地包覆了一层由纳米HA晶粒紧密相连的膜层,在此情况下MWCNTs与纳米HA形成最佳结合状态.体外细胞培养实验表明,制备的HA/MWCNTs复合材料具有良好的生物相容性.     

不同N/C比纳米碳氮膜对多壁碳纳米管抗凝血性能的影响

为改善多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)材料的抗凝血性能,采用离子束辅助沉积(ion beam assisted deposition,IBAD)技术,在MWCNTs表面沉积不同N/C比的纳米碳氮(CNx)薄膜.利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy analysis,XPS)、接触角测试、血小板黏附测试和动态凝血时间测试等方法研究了该材料结构特征、生物相容性与制备工艺参数之间的关系.SEM结果显示覆盖CNx薄膜的MWCNTs的表面形貌更加平整.XPS结果表明:沉积CNx薄膜的MWCNTs中,N/C比分别为0.20、0.21和0.27,其中N和C两元素之间以sp2和sp3两种杂化方式结合.血液实验结果表明:随着亲水性的增强和N/C比率的增高,沉积CNx薄膜的MWCNTs显示出较好的抗凝血性,其血小板黏附率低,在材料表面团聚少,凝血时间长.     

CeO2/CNTs复合光催化剂的制备及其对抗生素废水光催化降解研究

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,硝酸锶铵为锶源,采用水热法制备CeO2/CNTs复合管光催化剂．采用场发射扫描电子显微镜(FE．SEM)对碳纳米管负载CeO2前后的形貌进行了的表征;以阿莫西林溶液的降解为目标反应,考察了催化剂的紫外光、可见光(A>420 nm)催化活性．结果表明：所制备的催化剂基本保持了原始MWCNTs的纤维状形貌,二氧化锶在MWCNTs表面分布均匀,MWCNTs增强了污染物在催化剂表面的吸附,提高了对光的吸收和利用,因此所制备的CeO2／MWCNTs复合光催化剂表现出较高的光催化活性．     

多壁碳纳米管及其对H_2吸附体系的Raman光谱

利用原位和非原位紫外 Raman谱法 ,对以 CH4 为碳源 ,由催化法制备的多壁碳纳米管( MWCNTs) ,K -修饰的该类 MWCNTs,以及它们对 H2 的吸附体系进行了 Raman谱表征 ,观测到可分别归属于类石墨结构的基频模 D和 G以及它们的三阶组合频 ,表面 C-H3基和 C-H2 基等的特征Raman峰 ;H2 在这类碳纳米管上的吸附态包括解离吸附生成表面 C-H3和非解离吸附分子氢 H2 ( a) ;在相同实验条件下 ,K -修饰体系上这两类氢吸附物种的表面浓度都比未经 K -修饰的相应体系高 .     

NaCl 对海藻酸钠/多壁碳纳米管复合溶液流变性能的影响

本文研究了不同氯化钠（NaCl）浓度,不同温度下的海藻酸钠（SA）及其与多壁碳纳米管（MWCNTs）复合溶液的流变行为。利用 Ostwald’s 和 Arrhenius 方程计算得出溶液的非牛顿指数和粘流活化能。结果表明,纺丝溶液属于非牛顿流体,溶液的零剪切粘度随着NaCl浓度的增加逐渐增加,非牛顿指数却逐渐降低。MWCNTs 的加入使得SA溶液的粘流活化能降低,说明 MWCNTs 的加入增加了溶液的流动性。     

酸性条件下多壁碳纳米管负载铁基催化氧化甲烷性能

寻求绿色、安全且低能耗的转化技术是实现甲烷转化和利用的关键。采用浸渍法制备了多壁碳纳米管负载铁基的复合催化剂(Fe/MWCNTs),通过比表面积测试法(Brunauer-Emmett-Teller, BET)、X射线光电子能谱技术(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)和傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)等技术表征了Fe/MWCNTs的结构形态,得知Fe/MWCNTs的活性催化组分主要是α-Fe_2O_3,负载后催化剂比表面积明显增大,且在碳纳米管表面形成的是活性较强的110晶面。在冰乙酸体系中建立Fe/MWCNTs催化体系催化氧化甲烷,通过气相液相产物分析计算甲烷转化率和醋酸甲酯生成量,考察反应温度、压力、时间、催化剂投加量和氧化剂浓度对甲烷催化氧化的反应效果的影响,通过正交试验得到冰乙酸体系中催化甲烷的最佳反应条件。实验表明:在反应温度90℃,反应压力为3 MPa, Fe/MWCNTs复合催化剂0.15 g,氧化剂高锰酸钾浓度为0.2 mol/L,反应时间为4 h的最佳反应条件下,甲烷转化率可达24.78%,醋酸甲酯产量为541.72×10~(-6)。     

Highly stretchable and sensitive strain sensor based on silver nanowires/carbon nanotubes on hair band for human motion detection

In this work, a highly stretchable and sensitive strain sensor using silver nanowires(Ag NWs)/multi-walled carbon nanotubes(MWCNTs) on hair band is proposed. The fabrication process of such sensors enabled scalable and facile production with low cost by dipping hair band into Ag NWs/MWCNTs composites suspension. The sensing performance of the sensors was optimized by tuning the Ag NWs/MWCNTs mass ratio. The hair band based strain sensor with Ag NWs/MWCNTs mass ratio of 30 exhibited the best performance with high sensitivity of 416.0 and good stretchability up to 70%. Moreover, great repeatability and long-term stability could be achieved over 7500 cycles of stretch-release. This Ag NWs/MWCNTs-hair band sensor can be used for monitoring human motions and swallowing action.