CNx 纳米纤维负载Pd电催化剂对甲酸的电催化氧化

首先在高氯酸体系中,采用简单的直接混合反应法制得含氮导电聚合物聚苯胺纳米纤维,接着通过在不同温度下煅烧聚苯胺制得了含氮的碳纳米纤维(CNx),实验结果表明在800 ℃下热处理可以得到较好的CNx纳米纤维,其直径约为60～100 nm,长度达到1 μm.然后以其为载体采用液相化学还原法,制备了Pd/CNx催化剂,考察其对甲酸氧化的电催化活性和稳定性.结果表明,与传统的Vulcan XC-72载体相比,所合成的Pd/CNx催化剂对甲酸氧化表现出了较好的电催化性能.     

磁性氧化石墨烯的制备及对铜离子吸附性能的研究

以Hummers法制备二维氧化石墨烯,并通过原位合成Fe_3O_4赋予氧化石墨烯以磁性,得到具有良好铜离子吸附效率和高磁性的磁性氧化石墨烯材料.以NH_3·H_2O-NH_4Cl缓冲溶液替代碱液,克服了传统制备方法中由于体系pH值持续降低导致产品性能下降的缺陷.透射电镜测试结果表明,该材料具有良好的二维片层结构.磁学及吸附测试结果表明,该材料具有强磁性和优异的Cu~(2+)吸附性能.吸附动力学表明符合准二级吸附动力学模型,属于基于化学吸附机理控制速率的吸附方式.     

PtPb/HCSs催化剂制备及电催化氧化甲醇研究

以二氧化硅微球作模板,葡萄糖为碳源,通过水热法成功合成粒径均一、尺寸较小的碳空心球(HCSs),并以此为载体合成碳空心球载铂铅纳米微粒复合催化剂(PtPb/HCSs),在1 mol.L-1CH3OH+0.5mol.L-1H2SO4混合溶液中考察了PtPb/HCSs催化剂对甲醇的电催化氧化性能。样品的成份、结构和形貌分别用SEM、TEM、XRD和EDS进行表征。循环伏安(CV)及计时电流法实验表明碳空心球载铂铅催化剂对于甲醇氧化具有良好的电催化活性及稳定性。PtPb/HCSs电极优异的催化性能归因于碳空心球的高比表面积以及Pb的协同作用,是一种优良的直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极材料。     

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.     

不同络合剂对Pd/MWCNTs催化剂的甲酸电催化氧化性能影响

以添加Na2CO3和NH3.H2O为络合剂的微波多元醇法制备碳纳米管载Pd催化剂(Pd/MWCNTs),并考察了络合剂对催化剂甲酸电催化氧化性能的影响。结果表明,NH3.H2O络合剂制备的Pd/MWCNTs催化剂,其Pd晶粒平均粒径最小(5.2 nm),对甲酸氧化的催化活性和稳定性最好。NH3.H2O与PdCl2能形成络合物,可能会促进微波合成中碳纳米管上形成均匀分散且较小粒径的Pd粒子,因此提高了催化剂的甲酸氧化催化性能。     

甲酸、甲醛、甲醇在铂微粒修饰聚苯胺电极上的氧化行为

采用循环伏安法研究PAN(Pt)电极在不同pH值、不同浓度的甲酸溶液中对甲酸的电催化氧化性能 .并考察了PAN(Pt)对甲酸、甲醛和甲醇的电催化氧化行为 ,发现PAN(Pt)电极对三者均有较高的电催化氧化活性 .它们的CV正向扫描峰值电位分别为 0 .2 8V、0 .75V、0 .70V ,峰值电流密度分别为 330 .4、878.6、735.7mA·cm- 2 .PAN(Pt)电极对甲酸电催化氧化体系的 pH值控制在 0 .7左右为宜 .在 0 .0 1～ 1.0mol·L- 1的甲酸浓度范围内 ,可用PAN(Pt)电极作传感器定量检测甲酸浓度 .     

石墨烯/CuCo2 O4固载Pd-Bi纳米粒子的制备及其电催化氧化乙二醇

以氧化石墨烯(GO)、醋酸铜、醋酸钴为原料,采用溶剂热法成功地合成复合载体GO/CuCo_2O_4,再通过浸渍还原法成功地将Pd、Pd-Bi纳米粒子负载到GO/CuCo_2O_4载体上,并用于碱性介质中乙二醇(EG)的电催化氧化.实验结果表明,双金属催化剂PdBi@GO/CuCo_2O_4对乙二醇的电催化氧化具有最高的催化活性和稳定性,优于目前商用Pd/C和单Pd负载型催化剂,其正向峰电流密度达到122. 7 mA·cm~(-2),是商用Pd/C (29. 57 mA·cm~(-2))的4. 1倍.这种优良的电催化性能归功于载体GO/CuCo_2O_4为双金属负载提供独特的骨架结构,以及Pd-Bi纳米粒子之间强烈的协同作用.而且,氧化石墨烯引入到CuCo_2O_4中有利于增强电子转移和增大接触面积,从而提高乙二醇的电催化氧化.这种新型催化剂的制备为发展高效Pd基电催化氧化直接醇类燃料电池提供新途径,具有较好的应用价值.     

Ag@Pt核壳结构纳米粒子催化剂在电催化过程中的失效分析

通过种子生长法和自组装技术合成Ag@Pt核壳结构纳米粒子(以下简称Ag@Pt粒子),测量和比较在电催化循环伏安扫描(以下简称CV扫描)过程中失效前后的Ag@Pt粒子对甲醇的电催化性能的变化,采用透射电镜、高分辨电镜、X射线光电子能谱等方法研究其失效机理.结果表明：Ag@Pt粒子在循环伏安扫描的过程中会发生空化现象,其临界电压为0.5 V,空化现象随时间的增长而变得明显;Ag@Pt粒子空化后形成由Ag包覆空心Pt壳的纳米粒子,这是导致其在对甲醇进行电催化氧化过程中催化性能明显下降的原因.     

CeNd_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列可控制备及荧光特性

依据化学共沉积原理,在阳极氧化铝(AAO)纳米阵列孔模板中,用负压抽滤法可控合成了CeNd_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列结构材料.分别用SEM,TEM,XRD,SAED对其形貌、结构进行表征,并以EDS谱和荧光光谱仪(FL)测定该纳米管结构的元素组成和荧光性能.结果表明:CeNd_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列材料为非晶结构,其纳米管阵列形貌与AAO模板纳米孔阵列结构一致.在室温下,以450 nm波长光激发CeNd_xO_y:Eu~(3+)纳米管阵列,分别在516 nm和777 nm出现荧光发射峰,其荧光强度与Eu~(3+)掺杂量有关,当Eu~(3+)掺杂质量比为6%时,其荧光强度最强.     

氧化石墨烯-金纳米粒子电化学邻苯二酚传感器的制备

本文通过水热法制备了氧化石墨烯-金纳米粒子纳米复合材料(GO-AuNP),由于该材料具有大的比表面积、优异的电化学传导性能,因此,将其应用于构建性能优异的电化学邻苯二酚传感器.在最佳条件下,该电化学传感器具有良好的线性范围:0.1～1.0μM, 5. 0～200. 0μM,且检出限(LOD)达到了0. 02μM (3Sb/k).此外,该电化学传感器已成功实现对自来水中邻苯二酚的检测.     

碳布基底上Sn-Co双金属协同电催化CO2为甲酸

通过采用电镀的方法在不同的摩尔比镀液中制备了以碳布(carbon clothes,CC)为基底的锡－钴双金属电极材料(SnxCoy/CC).采用XRD、SEM、XPS、EDS和BET等测试方法对该催化材料的组成、微观形貌和结构进行了表征,结果表明Sn-Co双金属在碳布基底上电沉积成功.并利用线性循环伏安法、计时电流法以及EIS阻抗分析评价了该电极材料对CO2还原的电催化性能.结果表明,当双金属渡液中Co掺杂的含量为40%时,在碳钎维上生长出稻穗形貌的立方状双金属微粒,且该电催化材料具有最低的电荷转移电阻和最高的电导率,XPS分析表明双金属电极的表面金属元素都以催化效果较好的氧化态SnOx、Co3O4的形式存在.在电解电压为－1.16 V(vs.RHE)时,Sn60Co40/CC电催化产甲酸的法拉第效率可达57.4%,高于单金属Sn的产甲酸的法拉第效率42.3%,表明通过掺杂Co元素和调控形貌可以有效提高单金属Sn的电催化性能.     

模板中CGC~+数量对纳米银铂簇性能影响的探讨

对四种含不同数量胞嘧啶-鸟嘌呤-胞嘧啶三连体(CGC~+)的银铂双金属纳米簇的结构及催化活性进行研究,探讨模板中CGC~+数量对其性能的影响.方法以含不同数量CGC~+的DNA三倍体为模板合成四种银铂纳米簇,采用透射电镜、紫外可见分光光度、荧光光谱等方法,研究模板中CGC~+数量对纳米簇结构及催化活性的影响.结果表明,模板中CGC~+数量可影响纳米簇结构,四种簇均有类过氧化物酶活性,能催化H_2O_2氧化TMB,且活性随CGC~+数量增加而有所增强.该研究可为纳米簇的合成及应用提供新思路和参考.     

介孔结构Co_3O_4对NO_x环境下碳烟燃烧反应活性的影响

以KIT-6为硬模板采用纳米浇筑法合成了立方相尖晶石型四氧化三钴(Co_3O_4)。X射线衍射分析、物理吸脱附以及透射电镜的表征结果均显示,纳米浇筑法合成的介孔Co_3O_4具有有序的三维介孔结构,其比表面积达到121m2/g,是柠檬酸法合成的Co_3O_4的5倍。三维介孔Co_3O_4提高了空气氛围下碳烟燃烧性能,在氮氧化合物(NOx)/氧气(O2)气氛中,其起燃温度与柠檬酸法Co_3O_4相比降低了22℃,且N_2的产率明显提升。Co_3O_4结构与催化反应活性的关联性表征结果表明,介孔结构Co_3O_4优异的氧化还原性能提高了碳烟的氧化活性,同时介孔Co_3O_4能吸附大量的NO_x,从而促进了碳烟在氮氧化物气氛下的燃烧反应。     

电化学还原石墨烯用于水合肼的电催化氧化及检测

采用电化学还原技术制备了还原石墨烯.采用扫描电镜、Raman光谱、AFM等技术表征了石墨烯的形貌和结构特征.采用电化学测试技术研究了还原石墨烯修饰电极的电化学性能及对水合肼(N_2H_4·H_2O)的电催化氧化活性.结果表明,该石墨烯电极材料具有优异的电子传导性能.与裸玻碳电极相比,石墨烯修饰电极对水合肼表现出优异的电催化氧化活性.在最佳的实验条件下,将该石墨烯修饰电极用于水合肼的灵敏检测.在1×10~(-5)~1×10~(-4) mol/L范围内,氧化峰电流与水合肼的浓度呈良好的线性关系.该石墨烯修饰电极材料有望用于环境中水合肼等有机小分子的灵敏检测.     

四元复合涂层钛阳极的制备及其在红矾钠合成中的应用

采用热分解法制备含中间涂层IrO_2的Ir-Ta-Ti-Nb/Ti四元复合涂层钛阳极,对比考察了该四元复合涂层钛阳极及传统涂层钛阳极在电催化合成红矾钠过程中的槽电压、电流效率等工艺参数,并采用XRD和SEM方法分析四元复合涂层电催化前后组织结构特征和表面形貌。结果表明,该四元复合涂层钛阳极在电催化合成红矾钠的过程中槽电压约为3. 2 V、平均电流效率为94. 50%、平均转化率为95. 01%,相比于传统涂层钛阳极的工艺参数(槽电压约为3. 4 V、平均电流效率为92. 10%、平均转化率为92. 80%),其工艺参数更优异,且涂层电催化前后的主要物相和表面形貌未发生变化,说明制备的涂层钛阳极具有较好的稳定性和电催化性能。     

花生状Zn_(0.33)Mn_(0.67)CO_3前驱物微米颗粒的制备及电催化研究

采用溶剂热法制备由片状结构组装成的花生状Zn_(0.33)Mn_(0.67)CO_3前驱物微米颗粒.去离子水∶三乙醇胺=15mL∶15mL时,合成的Zn_(0.33)Mn_(0.67)CO_3前驱物形貌清晰,晶粒尺寸大小均匀.电催化测试结果表明,Zn_(0.33)Mn_(0.67)CO_3前驱物的催化活性远超过纯泡沫镍,稳定性较好,具有较为优异的电催化性能.     

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。     

金属有机骨架衍生的 NiFe2O4/Co9S8复合催化剂的合成及其电催化析氧性能

以金属有机骨架(metal-organic frameworks, MOFs)化合物为前驱体, 通过退火、硫化等后续处理方法成功制备了由 NiFe₂O₄ 纳米棒与 Co₉S₈ 空心球组装而成的杂化纳米结构. 该复合催化剂因具有较大的比表面积以及各组分间强力的协同作用, 在电催化析氧反应(oxygen evolution reaction, OER)中表现出了优异的催化活性. 在 1 mol/L KOH 电解质中, 当电流密度达到 10 mA/cm² 时, 仅需 290 mV 的过电位, 且 Tafel 斜率仅为 63.02 mV/dec. 此外, 1 000 次循环伏安(cyclic voltammetry, CV)测试后仍然具有良好的催化活性, 表明该复合催化剂具有优异的稳定性. 研究成果不仅为设计廉价、高效且稳定的析氧催化剂提供了设计思路, 也为其他新型纳米复合材料的合成和应用奠定了基础.     

铕-镉异金属配位聚合物的制备及向Eu_2O_2S/CdS异质结转化的研究

以2,3-二巯基丁二酸(DMSA)为配体,以Eu~(3+)和Cd~(2+)为中心金属离子,采用低温水热合成方法成功制备了粒径为20~40 nm的铕-镉异金属配位聚合物纳米粒子.在氮气氛围保护下将该配位聚合物进行热处理得到了Eu_2O_2S/CdS的异质结构.详细考察了煅烧温度对合成产物的影响,结果表明:温度是制备异质结材料的关键因素.对合成的产物进行了表征,并对配位聚合物的荧光性能进行了研究.