纳米电催化材料的研究进展

介绍了纳米电催化材料的分类，制备方法，性质。初步介绍了纳米电催化材料的电催活性与纳米颗粒尺寸的降低之间存在的特殊规律以及纳米电催化材料上的异常红外效应。对今后纳米电催化材料的研究方向进行了展望。     

碳载纳米Pt及纳米Pt-WO_3电催化剂的制备与表征

通过电化学方法 ,在碳载体表面沉积了纳米Pt及纳米Pt WO3 表面电催化剂。运用循环伏安和扫描电子显微镜技术对催化剂电极进行了表征。结果表明 :电沉积的碳载Pt电催化材料是粒度均匀的纳米颗粒。碳载Pt WO3 电催化材料是由纳米颗粒组成的柱状结构 ,直径均匀 ,定向平行排列 ,具有很大的比表面积     

碳载纳米Pt及纳米Pt—WO3电催化剂的制备与表征

通过电化学方法，在碳载体表面沉积了纳米Pt及纳米Pt—WO3表面电催化剂。运用循环伏安和扫描电子显微镜技术对催化剂电极进行了表征。结果表明：电沉积的碳载Pt电催化材料是粒度均匀的纳米颗粒。碳载Pt—WO3电催化材料是由纳米颗粒组成的柱状结构，直径均匀，定向平行排列，具有很大的比表面积。     

溶液中等离子法制备Pt纳米颗粒负载TiO_2增强甲醇电催化性能

通过溶液中等离子法快速制备Pt纳米颗粒,选用TiO_2(P25)提升Pt纳米颗粒的电催化性能,并以石墨烯纳米片(GNs)为载体材料,通过简单的超声混合制备Pt/GNs/TiO_2催化剂。采用X线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X线光电子能谱仪(XPS)及循环伏安曲线(CV)测试等表征手段分析样品的组成、形貌、表面电子特性及对甲醇的电催化性能。结果表明:制备得到了在GNs表面分布均匀、结晶性良好并且直径为2~5 nm的Pt纳米颗粒,同时TiO_2也成功分散在GNs表面。加入TiO_2极大地提高了Pt纳米颗粒对甲醇的电催化活性,Pt/GNs/TiO_2的电流密度约为2 480 m A/mg,是未加入TiO_2的Pt/GNs(747 m A/mg)的3.3倍,同时其循环性能和抗中毒性能也得到了提升。     

多酸基纳米复合材料的制备及性能研究进展

杂多酸基纳米复合材料在光电催化、生物传感器件等方面有较好的应用前景,其合成方法简单、环保,催化性能良好。利用杂多酸同时作为包覆剂、还原剂和链接剂制备银纳米粒子@多酸-碳纳米管三元纳米复合材料,该材料可以提高修饰电极的抗甲醇干扰性,且具有很高的电催化氧气还原反应(ORR)活性。利用原位还原方法同时还原金属离子与氧化石墨,制备出包括金、铂、钯纳米粒子等贵金属纳米粒子@多酸-石墨烯以及银纳米网@多酸-石墨烯三元纳米复合材料,可作为良好的生物传感材料和燃料电池电极材料。利用高温NH3处理制备银纳米粒子@多酸-氮掺杂石墨炔三元纳米复合材料,可实现无金属高活性ORR电催化。     

纳米碳催化研究取得新进展

纳米碳材料具有较好的化学相容性,经表面活化处理后可在烷烃活化、生物质转化、电催化氧还原等反应中表现出优异活性。然而,功能化纳米碳材料表面物种繁多,为单一官能团定量分析带来了较大难度,多个碳催化反应过程的结构-性能基本关联仍未明晰。近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源所张建课题组与张亚杰课题组合作开展的纳米碳催化机理研究取得新进展,揭示了     

退火温度对NiCo2O4纳米材料析氧性能的影响

电催化水分解过程中,动力学缓慢的阳极氧析出反应,制约了全水分解制备氢气的效率,因此,制备高效、稳定的析氧催化剂是十分必要的.通过溶剂热和热处理的方法制备了 NiCo2O4纳米颗粒,研究了退火温度对材料电催化析氧性能的影响.通过XRD,Raman,SEM,TEM以及极化曲线测试等研究了不同退火温度下得到材料的结构、形貌和...     

石墨烯-贵金属纳米复合材料在小分子电分析及电催化中的应用

综述了近年来利用石墨烯和贵金属纳米复合材料对一些常见小分子的电分析及电催化应用的主要研究进展.包括利用石墨烯-贵金属纳米复合材料构建电化学生物传感器对葡萄糖、过氧化氢等生物小分子的电分析应用,以及利用石墨烯-贵金属纳米复合材料对甲醇、乙醇和甲酸等燃料小分子的电催化应用.最后展望了该类纳米复合材料在电分析和电催化领域的应用前景和研究方向.     

金属纳米材料催化二氧化碳电化学还原的最新进展

能源枯竭和二氧化碳(CO_2)引起的温室效应制约着社会和经济的可持续发展.由于电能具有以风能、太阳能和潮汐能等清洁能源作为来源的优点,电催化还原CO_2被认为是CO_2资源化方法中最具发展前景的一种转化技术.通过电催化还原CO_2得到碳氢化合物或液体燃料等高附加值产品,可以有效地缓解能源和环境问题.随着纳米材料科学和纳米技术的不断进步,纳米结构的金属电催化剂除具备过渡金属良好的导电性能和配位催化能力外,其较高的比表面积还提升了对气体的吸附性能和增加了活性催化位点的分布.因此,纳米结构的金属电催化剂在电催化CO_2还原领域中展现出较高的催化活性和潜在的工业化能力.文章首先简要介绍了电化学还原CO_2的非均相催化过程,然后概述了近几年来在纳米金属电催化材料和反应机理相关的实验与理论研究方面的最新研究进展,并在最后对其发展趋势进行了展望.     

乙醇在碳载纳米Pt及纳米Pt-WO_3电极上的催化氧化

将纳米Pt/玻碳和纳米Pt -WO3 /玻碳电极应用于乙醇的电催化氧化 ,发现所制备的催化剂电极具有较高的电催化活性。探讨了乙醇在这些电催化电极上的循环伏安曲线中各个峰产生的原因     

用于电催化水分解的三维阵列材料（英文）

氢能源被认为是最有可能替代化石燃料的清洁能源之一.探索适用于水分解产氢的催化剂已经成为电解水领域的重要课题.由于纳米粉体材料导电性不好,且在催化过程中容易堆积,所以将纳米活性物质和导电基底结合起来,构建具有开放多孔结构的三维(3D)阵列电极已经成为电催化领域的研究热点.本文首先总结了3D阵列电极在电催化水分解中的优势,然后介绍了提高材料催化性能的几种策略,最后对用于水分解的阵列催化材料进行了分类和总结,希望能为新的电催化材料的设计和制备提供参考.     

电催化氧化处理染料废水的机理及研究进展

介绍了电催化去除染料废水的机理.在电催化氧化过程中应用的电极材料及催化特性, 目前国内外的最新研究现状,最后提出电化学催化氧化在实际工程应用中存在的问题及今后研究发展的方向.     

金属纳米团簇在电化学领域的应用研究进展

尺寸小于2nm的金属纳米团簇是由几个到几百个原子组成的纳米结构材料.对于金属纳米团簇,由于其大部分甚至所有金属原子可能暴露于表面而具有高的表面原子比例,该独特的原子堆积结构使其具有高的表面活性,因此其在催化反应中具有重要应用价值.同时,其明确的原子排列和堆积结构使其可作为模型催化剂,用于研究纳米结构-性能之间的关系.笔者简要总结了近年来金属纳米团簇的研究进展和现状,重点总结了其在电化学领域的应用,包括电催化和电化学传感,最后对其未来在电催化和电分析领域的应用前景进行了展望.     

乙醇在碳载纳米Pt及纳米Pt—WO3电极上的催化氧化

将纳米Pt／玻碳和纳米Pt—WO3/玻碳电极应用于乙醇的电催化氧化，发现所制备的催化剂电极具有较高的电催化活性。探讨了乙醇在这些电催化电极上的循环伏安曲线中各个峰产生的原因。     

超浸润纳米阵列电极用于气体参与电催化反应的研究进展

气体参与的电催化反应，包括气体析出反应和气体消耗反应，是能量转换过程和化工过程中的重要环节。相比于针对高活性催化剂的研究，对于实际的工业生产过程，调控反应过程中的气体扩散行为对高电流的工业应用有着同样重要的意义。虽然目前已经有不少纳米阵列电极用于有气体参与的电催化反应实例，且表现出较好的电化学性能，但对于气泡在电极材料表面的浸润性行为的基础研究却较少。本文旨在系统地介绍结构化的超浸润纳米阵列电极在气体参与的电催化反应中的作用及应用，从介绍超疏气性和超亲气性定义出发，提出优化电极结构、制备超疏气性和超亲气性电极的方法，然后介绍了几种电极材料在能量转换系统中的应用，最后讨论了超浸润电极未来的发展前景。     

氯化钠电解过程节能的电催化与反应工程基础2012年度报告

重点在xRuO_2@TiO_2表面上析氯反应的密度泛函(DFT)量化计算、TiO_2纳米管阵列负载含钌涂层阳极催化剂、镍基RuO_2/Ni复合镀层阴极催化剂和Ni-Mo-P纳米合金镀层阴极催化剂等方向开展了纳米结构催化材料设计、合成方法的研究;考察了上述催化剂在氯化钠电解过程中的电催化活性与稳定性;初步建立了RuO_2、TiO_2,以及其相互间不同掺杂比例的氧化物模型,并模拟计算其电子构型,了解掺杂前后各氧化物几何、电子构型演化关系,完善氯化钠电解过程析气电催化剂的几何形貌、表面状态、电子构型、吸/脱附行为以及电催化活性、催化机理等相关理论。     

微结构对纳米碳纤维氧阴极还原性能影响

在制备微结构可控纳米碳纤维基础上,研究纳米碳纤维微结构对氧气电催化还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)性能的影响.利用化学还原法合成了Pt电催化剂,研究了纳米碳纤维微结构对Pt/CNFs电催化剂电催化性能的影响.研究发现,相对于基于活性炭的电催化剂,载于纳米碳纤维的电催化剂具有较高的ORR活性;同时,基于板式纳米碳纤维的电催化剂表现出最高的ORR活性.     

敏化太阳能电池中石墨对电极制备与性能

纳米材料具有特殊的物理化学性能,发展迅速,具有催化功能的纳米石墨材料更是在电催化领域应用广泛。文中以纳米石墨为原料,采用球磨、匀浆、超声-旋转等方法制备廉价的石墨材料替代铂作为敏化太阳能电池(DSC)的对电极,并将其组装成电池进行光电性能测试,探讨了不同制备方法对纳米石墨形貌与光电性能的影响,实验结果表明:用超声-旋转法制备的石墨材料组装的电池性能最佳,与铂对电极组装的电池相比较,在一个标准太阳光下的光电转换效率达到铂对电极DSC的80.3%.     

Ni-B非晶纳米粉末微电极上丙醇的电氧化

在水溶液体系中,以化学还原法制得Ni-B非晶态合金纳米颗粒.应用循环伏安法,研究碱性介质中Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上丙醇的电催化氧化,并运用稳态极化曲线测定Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上丙醇的电催化氧化动力学参数.结果表明,Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极对碱性溶液中丙醇的氧化具有很高的电催化作用.碱性介质中的Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上,丙醇的电催化氧化速率明显高于高择优取向(220)的镍电极.     

一步法合成的Pd凹面立方体及其电催化甲酸氧化性质研究

基于本课题组前期工作,使用Ru~(3+)辅助合成方法,成功地一步合成了形貌和尺寸可控的Pd类凹面立方体结构,进而考察了该合成中获得的4种纳米结构在电催化甲酸氧化中的性能.研究结果表明,随着合成过程中加入Ru~(3+)含量的增加,得到的纳米晶体具有更加优异的电催化甲酸氧化性能,电流密度最高可达350.7A/g.由于合成方法简便、电催化性质优异,因此该系列纳米结构具有良好的商用价值.