Bi掺杂的直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究进展

发展可替代能源对缓解全球能源问题具有重要意义。直接甲醇燃料电池(direct methanol fuel cell,DMFC) 因其工作温度低、能量密度高以及污染物排放少等特性,正逐渐成为最有发展前景的便携式能源技术之一。目前,其商业化进程主要取决于甲醇氧化反应(methanol oxidation reaction,MOR) 的动力学快慢、催化剂的成本和寿命。Bi元素的掺杂可以极大地提高甲醇电催化氧化的性能,并且可以提高阳极催化剂抵抗CO中毒的能力。介绍了掺杂Bi的贵金属和非贵金属阳极电催化剂,以及贵金属掺杂Bi₂O₃、Bi₂WO₆ 等光辅助电催化剂;综述了它们提高甲醇电催化氧化性能的机制,并展望了阳极Bi电催化剂在DMFC中所面临的机遇和挑战。     

四硝基酞菁合钴化学修饰电极的制备及对氧的电催化还原

合成了4,4′,4″,4″′—四硝基酞菁合钴(Ⅱ),并进行了表征,用不可逆吸附法制备了该化合物为修饰物的化学修饰电极,以光电子能谱法进行了表面表征。并研究了分子氧在该化学修饰电极上的电化学行为,发现该化学修饰电极对氧的还原有明显的电催化作用。     

过渡金属酞菁配合物化学修饰电极的研究 Ⅰ.对草酸的电催化氧化

用不可逆吸附法首次制备了Co(Ⅱ)的3,3′,3″,3′″—四硝基酞菁配合物化学修饰电极(CoL CME),用循环伏安法研究了它的电化学性质和电催化功能,与未修饰玻碳电极相比,草酸在CoL CME上的氧化峰电位至少负移300mV,峰电流显著增大,表现出对草酸氧化具有明显的电催化作用,并发现草酸的电催化氧化峰电流与其浓度之间有很好的线性关系。     

铁卟啉的合成及其对氧还原电催化性能

利用红外光谱对合成的四苯基卟啉及其铁配合物进行了结构表征,采用X射线光电子能谱方法研究了热处理对铁卟啉结构的影响,通过测定空气电极极化曲线研究了热处理对铁卟啉的电催化活性和稳定性的影响.研究结果表明:铁卟啉具有良好的氧还原电催化活性,通过热处理提高了铁卟啉的电催化活性和稳定性,经过600 ℃热处理的铁卟啉电催化活性最强,而经过800 ℃热处理的铁卟啉稳定性最强.     

环芬化合物膜修饰电极对8-氮鸟嘌呤的电催化研究

用循环伏安法在石墨碳电极上制备环芳化合物膜修饰电极 ,研究该修饰电极的性质及电催化性能。该电极在pH <9的PBS溶液中能稳定存在 ,膜的循环伏安图上有两对氧化还原峰 ,峰电位随pH值的增大而负移。在pH =7.9的PBS中 ,氧化峰电流与扫速平方根υ1/ 2 在 10 0～ 5 0 0mV·S-1范围内成正比 ,表明电荷在膜中的传递受扩散影响。在pH =7.9的弱碱性溶液中该修饰电极对 8-氮鸟嘌呤有明显的电催化作用 ,且有一质子和一电子参与反应。在 1.0× 10 -4～1.0× 10 -2 mol·L-1范围内峰电流与 8-氮鸟嘌呤浓度呈线性关系。     

Pt电极上S吸附原子对甲酸电催化氧化性能的影响

运用电化学循环伏安(CV)和电化学原位石英晶体微天平(EQCM)研究了Pt电极表面不可逆吸附S原子的电化学特性以及Pt电极上S吸附原子对0．1mol^-1H2SO4溶液中甲酸电催化氧化性能的影响．研究发现，当扫描电位的上限Eu≤O．70V(SCE)时，Sad可以稳定地吸附在Pt电极表面；通过控制电位扫描上限和扫描圈数剥离部份S可方便地得到Sad的不同覆盖度；Pt电极表面S吸附原子的氧化会消耗表面氧物种，抑制了甲酸的电氧化．本文从表面质量变化提供了吸附原了电催化作用的新数据。     

聚2，5－二甲氧基苯胺膜电极对抗坏血酸的电催化氧化

聚２，５－二甲氧基苯胺（Ｐ２５ＤＭＡｎ）薄膜电极用电聚合的方法制得．采用循环伏安法研究了酸性溶液中抗坏血酸（ＡＨ２）在Ｐ２５ＤＭＡｎ薄膜电极上的电催化氧化．该薄膜电极对抗坏血酸的氧化有很好的电催化活性．讨论了不同种类负离子存在的情况下制成的薄膜对ＡＨ２氧化的催化特性的影响．光电子能谱图所得的结果也证明了Ｐ２５ＤＭＡｎ薄膜电极上有ＡＨ２反应的物种产生．用旋转圆盘电极研究了催化过程动力学．     

辣根过氧化物酶／聚邻苯二胺膜电极上苯二酚生物催化氧…

用酶的电化学固定化方法制备辣根过氧化物酶／聚邻苯二胺膜（ＨＲＰ／ＰＰＤ）电极－以对苯二酚和邻苯二胺在该酶电极上的氧化为模型体系，讨论了有机物生物催化氧化的一般动力学模式以及影响酶电极检测的因素，邻苯二胺可在辣根过氧化物酶的存在下发生聚合，因而它在ＨＲＰ／ＰＰＤ电极上的氧化过程比对苯二酚的复杂，测定了不同电位对苯二酚在ＨＲＰ／ＰＰＤ电极上的反应动力学参数，并根据实验结果确定该有机物检测的合适工作电位     

膜法水处理技术与传统方法的比较

对传统水处理技术和膜法水处理技术进行了分类对比，概述了膜法水处理技术的广阔前景和解决制约膜技术广泛应用的问题的方法，以及水处理技术的联合使用，并探讨了水处理领域的发展前景，提出了膜法水处理技术将成为解决水资源匮乏的最佳途径。