核壳型Ni-Pt纳米微粒的氧还原电催化性能

应用化学还原两步法制备了壳层厚度不同的Ni-Pt核壳型纳米粒子,并用XRD,XPS,TEM,SEM技术表征了微粒的表面元素组成和物理结构,用动电位扫描法考察了该纳米粒子对氧还原反应的电催化活性。实验结果表明,合成的Ni-Pt微粒为球形核壳结构纳米粒子,外直径平均值约30 nm,Ni核直径约17 nm,Pt壳层厚度约8 nm;核壳Ni-Pt/C相对Pt/C具有更高的电催化氧还原活性和抗甲醇性,电催化氧还原活性和抗甲醇能力随Pt壳层厚度改变有明显变化,变化的规律呈火山形,核壳Ni-Pt/C催化性能随Pt壳层厚度改变的机理符合"d电子调变效应"机理。     

核壳型Ru@Pt在甲醇电催化氧化反应中的电子效应研究

通过两步化学还原法合成了不同壳层厚度的核壳型Ru@Pt纳米粒子,采用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱(EDS)等手段对粒子的晶体结构、表面元素、微观形貌及组成进行物理表征;应用循环伏安法和交流阻抗法对电催化氧化甲醇的催化性能进行电化学测试。结果显示,制备的Ru@Pt纳米粒子直径约为2~4nm,为核壳型结构;不同Ru@Pt样品氢的脱附峰随n(Pt)∶n(Ru)比值的增大呈现先增加后减小的"山形"趋势,其中n(Pt)∶n(Ru)=0.5∶1样品的脱附峰值最高;由于核层Ru对Pt壳层产生电子效应,使核壳型纳米粒子电化学活性面积增大,且电子效应越强活性比表面积越大;随着纳米粒子电子效应的增强,其比质量活性增大,甲醇反应过程的阻抗降低。     

CocorePdshell/C核壳型纳米粒子电催化氧还原性能

应用胶体粒子模板法制备不同壳层厚度的CocorePdshell纳米电催化剂。TEM、XRD和EDS证实,CocorePdshell纳米粒子基本为球形,面心立方晶型(fcc)Pd成功包覆在纳米金属Co的表面,其中,Co1Pd2纳米粒子平均直径约10 nm且粒径分布较窄。动电位、交流阻抗、循环伏安及原位傅里叶变换红外反射光谱等电化学测试结果表明:与Pd/C相比,CocorePdshell/C纳米粒子对氧还原反应(ORR)的活性有明显的提高,甚至接近于Pt/C;抗甲醇能力非常优异,对甲醇氧化几乎无活性;不同壳层厚度催化剂中,以Co1Pd2/C催化剂的活性最高,在0.5 mol/L H2SO4中氧还原峰电流密度可达175.5 mA/mg,比Pt/C的要高出20 mA/mg。     

核壳型Co-Pt纳米粒子的氧还原电催化性能

采用两步化学还原法制备不同壳层厚度的核壳型Co-Pt纳米粒子。采用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及透射电镜(TEM)技术表征催化剂的结构和组成,用旋转圆盘电极动电位扫描法测试其对氧还原反应的催化性能。结果表明:核壳型Co-Pt纳米粒子直径约30 nm;相对于Pt/C,Co-Pt/C具有更高的电催化氧还原活性和抗甲醇性,催化剂随着Pt壳层厚度的增加氧还原活性增大,抗甲醇能力逐渐降低。随着甲醇浓度的增加,氧还原起始过电位增大,峰电流密度减小。     

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.     

核壳结构Bi/WO_x复合粉体材料的可控合成

以α-Bi2O3和WO3为原料,采用高能球磨法制备核壳结构Bi/WOx复合粉体材料.当添加0.1 mL无水乙醇,球磨15h时,得到的产物纯度较高,粒径分布为50¹20nm.通过XRD分析可知,所得Bi/WOx复合粉体材料为非晶态氧化钨包裹六方相晶态Bi的核壳结构,其中Bi晶核尺寸约为20120nm.通过XRD分析可知,所得Bi/WOx复合粉体材料为非晶态氧化钨包裹六方相晶态Bi的核壳结构,其中Bi晶核尺寸约为20⁹0nm,壳层厚度约为30nm.     

中空微结构合金Pt/Cu的制备及其对氨硼烷水解释氢的催化活性

通过铜(Cu)还原铂(Pt)伽伐尼置换的液相化学反应途径,在温和条件下制备了具有中空结构的Pt/Cu微纳米合金粒子,借助于氨硼烷的水解释氢反应对其催化活性进行了评价。研究结果表明:所制得的系列双金属合金Pt/Cu纳米粒子,平均粒径约45 nm,呈中空微结构,分散性良好,且其赋存状态为独立的单金属Cu和Pt,未形成化合物或新物相。在室温下,Pt/Cu双金属纳米粒子对氨硼烷水解的催化活性均高于Cu粒子,Pt/Cu-0.75的催化活性明显高于Pt粒子,催化转化频率为67.22 min~(-1),表观活化能为35.75 kJ·mol~(-1)。     

Pt/纳米TiO2-CNT复合电极的制备及对甲醇的电催化氧化

通过电合成前驱体Ti(OEt)4直接水解法和在恒电位-0.05V (vs. SCE)电沉积法制备Pt/nano TiO2-CNT电极.透射电镜 (TEM) 和X射线衍射 (XRD) 分析结果表明, 锐钛矿型纳米TiO2粒子(粒径5-10nm) 和碳纳米管结合形成网状结构, Pt纳米粒子(粒径8-15 nm)均匀地分散在纳米TiO2/碳纳米管复合膜表面.通过循环伏安和计时电流测试表明, Pt/ nano TiO2-CNT电极具有高活性表面, 同时对甲醇的电化学氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0.24mg/cm2时, 常温常压下甲醇的氧化峰电流达到260mA/cm2.     

核壳型碳-铝复合纳米粒子的制备及其抗氧化性能研究

纳米铝粉由于具有较小的粒径和较高的比表面积因此在含能材料中具有很大的潜在应用,但由于纳米铝粉的高化学反应活性,因而其对所处环境特别敏感,极易在空气和潮湿环境中被氧化而失去活性.碳包覆技术是近年来采用的新型纳米粒子包覆技术,是指在金属纳米粒子表面形成碳包覆层从而可有效地保护纳米粒子不受环境的影响而发生氧化反应或者其它反应,同时也为研究封闭环境中纳米材料的性质提供了一种新途径.本文采用碳弧法制备了碳包铝复合纳米粒子,研究影响其形貌的因素和室温抗氧化性能.结果表明：碳弧法制备的碳铝复合物是20～60nm之间的具核壳结构的球形纳米粒子,内核为fcc结构的Al,外壳为4～10层类石墨碳膜 碳铝比例、放电电压和反应气压都能对碳铝复合纳米粒子的包覆性能和粒径产生直接的影响.铝含量低时碳层包覆性能较好并且粒径较小,铝含量增大包覆性能会下降、纳米粒子粒径会随金属含量增加而增加 包覆性能随放电电流反应气体压强增大会有所下降,在200A时纳米粒子的粒径达到最大值 粒径随反应气压增大而增大.当金属含量为60%、电流为125A、惰性气体气压为0.06MPa时制备的碳铝纳米粒子包覆比较完整,粒径较小,通过对工艺参数调整和优化,可制备出包覆比较完整、大小均匀、粒径较小、纯度高的核壳型碳包铝纳米粒子.     

PtRu合金催化剂电催化氧化甲醇的作用机理

利用化学还原法合成了4种不同Pt/Ru原子比例的合金型PtRu/C、核壳型Ru@Pt/C及Pt/C直径相近的纳米金属催化剂。结果表明:Ru@Pt/C、PtRu/C催化剂纳米金属粒子的直径平均约为9~11nm,Ru@Pt/C呈核壳型结构;Ru@Pt/C电催化氧化甲醇机理较为符合电子效应机理,PtRu/C电催化氧化甲醇机理较为符合电子效应与双功能机理共同作用机理,催化机理的明确为新型催化剂的研发和改性提供了坚实的理论依据。     

用于大豆油加氢的Co-B超细非晶催化剂

采用化学还原法制备了Co-B超细非晶催化剂，借助XRD，SEM，比表面测定等技术研究了催化剂的物相，粒子大小与形貌，比表面积及大豆加氢活性。结果表明，Co-B催化剂外貌呈非晶特有的绵絮状，一次颗粒平均尺寸约25nm；其大豆油加氢活性远高于Raney-Ni催化剂。     

超临界CO2/甲醇流体制备PtRu/石墨烯催化剂应用于甲醇氧化

采用一种有效、方便和环境友好的超临界方法将PtRu沉积在热解还原石墨烯上.在超临界CO2作用下,以H2PtCl6和RuCl3作为前驱体的铂钌纳米粒子均匀地分散在石墨烯表面,且平均尺寸为2.87 nm.生成的复合材料通过循环伏安法、计时电流法和CO溶出实验来进行研究.与用相同的方法制备的PtRu/炭黑（Vulcan XC-72）复合材料相比,PtRu/膨胀还原石墨烯对甲醇氧化的电催化活性和对CO电氧化活性有了很大的改善.实验结果显示,利用超临界流体可以很容易制备高活性的石墨烯负载型金属电催化剂.     

钴－磷非晶合金超细微粒的制备和物性研究

用化学反应法在水溶液中用次亚磷酸钠还原氯化钴制得了纯净的钴－磷非晶合金超细微粒．通过一系列的实验，研究了反应条件（如初始ｐＨ值、反应时间以及添加剂等）对反应产物的影响，并且对产物进行了表征．在反应的初始ｐＨ值为１１和１２时，制得了平均粒度为１５０ｎｍ的粒度相对均匀的钴－磷非晶合金超细微粒     

CO adsorption on electrode of Pt nanoparticles investigated by cyclic voltammetry and <Emphasis Type="Italic">in situ</Emphasis> FTIR spectroscopy

Pt nanoparticles were prepared by the chemical reduction method.The average diameter of Pt nanoparticles was determined to be 2.5nm by TEM.The electrochemical propertis of Pt nanoparticles were studied by cyclic voltammetry,In comparison with massive Pt,the oxidation current peak of CO adsorbed on Pt nanoparticles in broader.Twin adsorbates of CO on Pt nanoparticles were determined by in situ FTIRS for the first time.It has revealed that the linear and twin-bonded CO can be converted into bridge-bonded CO with the variation of electrode potential.A series of special properties of Pt nanoparticles,such as enhanced IR absorption of CO adsorbates,were also observed.     

聚吡咯-Fe3O4纳米复合材料的制备与表征及性能

用共沉淀方法制备出平均粒径在10 nm左右的Fe3O4纳米粒子,然后在阳离子表面活性剂的引导下采用原位化学氧化聚合法,合成出聚吡咯-Fe3O4纳米复合材料.同时对此纳米复合材料的结构和性能进行了研究.结果表明Fe3O4纳米粒子和聚吡咯之间存在着一定的相互作用,从而有利于吡咯单体在Fe3O4纳米粒子的表面发生聚合反应,进而Fe3O4纳米粒子被聚吡咯所包覆.聚吡咯/Fe3O4纳米复合材料同时具有导电性和磁性,其导电性随着Fe3O4纳米粒子含量的增加先增大后减小,磁性则始终随着Fe3O4纳米粒子含量的增加而增大.     

Au纳米粒子对ZnO分级结构的气敏特性影响

采用化学浴法制备了花形ZnO纳米棒簇，将平均粒径约40 nm的Au纳米粒子引入ZnO表面得到不同Au修饰量的Au/ZnO复合结构.Uv-vis吸收光谱表明，在Au和ZnO之间存在着作用力使Au的吸收光谱产生红移，这种作用力的存在使复合结构的气敏性能得到了较显著的改善.当Au修饰的质量分数为6%时，复合材料的气敏性能最高，对丙酮气体的灵敏度较纯ZnO提高了约17倍.     

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.     

胶体金标记牛血清白蛋白及其在电场中的迁移行为

采用柠檬酸钠还原法制备了不同粒径的胶体金,对牛血清白蛋白(BSA)进行标记,考察了胶体金标记BSA的影响因素.以琼脂糖凝胶为载体介质,研究了三种粒径的胶体金及其BSA复合物在电场中的迁移行为.结果表明,pH值、离子浓度、蛋白量都会影响胶体金对BSA的标记.标记的最适条件是:无盐或极低盐浓度,pH值5.8,蛋白加入量不小于最小稳定蛋白量.胶体金及其BSA复合物在特定电场中的迁移行为类似于火箭免疫电泳,其迁移速度随着金纳米粒子粒径的增大而减小;金纳米粒子与BSA结合后迁移速度减慢,BSA的加入量对复合物的迁移速度无影响.