以钌作为核的Ru@Pt/C低铂核壳结构催化剂的制备以及电催化活性研究

采用简单且成本低的两步浸渍-还原法制备了Ru@Pt/C催化剂.TEM结果表明,采用浸渍法制备的核Ru/C有很好的分散性,粒径约为2.5 nm.电化学测试结果表明,Ru@Pt/C催化剂对甲醇的催化活性为0.34 A/mgPt,最为重要的是:该催化剂的正向扫描峰电流密度(If)和反向扫描峰电流密度(Ib)的比值高达3.1,表明其具有相当好的CO类中间产物的去除能力.     

碳纳米管负载镍修饰电极对碱液中葡萄糖的电催化氧化

采用湿化学法在碳纳米管(CNTs)上负载镍纳米粒子(CNTs-Ni),并制备CNTs-Ni修饰玻碳电极(CNTs-Ni/GCE).透射电镜(TEM)和X-射线粉末衍射(XRD)测试表明:平均粒径为17 nm的面心立方镍纳米粒子分散在碳纳米管表面.循环伏安法测试表明:CNTs-Ni/GCE在碱性介质中的电化学行为具有良好的可逆性且对葡萄糖的电催化氧化具有良好的电催化活性;当葡萄糖浓度在0-0.04 mol/L,氧化峰电流密度与葡萄糖浓度呈良好的直线关系;浓度为0.05mol/L时氧化峰电流密度最大为20.2 mA/cm2,浓度大于0.05 mol/L之后,氧化峰电流密度逐渐减缓,电极的活性逐渐降低.     

Ru/Ptmesh、PtRhRu/Ptmesh的制备及其在甲醇电化学氧化中的性能研究

文章采用强迫沉积法在Ptmesh上沉积单金属Ru和三金属Rh、Ru、Pt制得了金薄膜催化剂,分别记为Ru/Ptmesh、Pt/Rh Ru Pt/Ptmesh.通过循环伏安法(CV)对催化剂进行了表征,并以甲醇氧化为探针反应,研究了金属薄膜催化剂的电催化活性.结果表明,随着Ru沉积量的增加,甲醇在Run/Ptmesh表面上的氧化峰电流逐渐减小,氧化峰电势不断负移;对于三金属薄膜催化剂,甲醇氧化峰电流随Ru沉积量的增加先增大后减小,而随Rh沉积量的增加,甲醇氧化电流却逐渐减小,氧化峰电势随Rh、Ru加入量的增加也发生了很大的变化.其中,Pt2/Rh1 Ru2 Pt1/Ptmesh金属薄膜催化剂表现出最高的表面催化活性,甲醇的氧化峰电势负移约90 mV,氧化峰电流密度为Ptmesh峰电流密度的2.8倍,说明PtRuRh三元金属催化剂具有很好的应用前景.     

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.     

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。     

甲醇在PtRh双金属薄膜表面的电催化氧化研究

采用强迫沉积法在铂网表面制备了沉积结构及Pt、Rh含量不同的沉积层,通过循环伏安法对催化荆进行了表征,并研究了甲醇的电催化氧化行为.结果表明,Pt、Rh均可在铂网表面形成稳定的、取向附生的沉积层,但是PtRhPt/P_(tmesh)"三明治"式结构与Rh/P_(tmesh)结构的双金属薄膜相比,前者在沉积过程中形成了部分合金,在甲醇氧化中的催化活性和稳定性明显提高,且随着夹层中的Rh含量增大,甲醇氧化的峰电势降低,峰电流密度增大.     

纳米Pt/Graphene复合电极的制备及对甲醇电催化性能的影响

采用一步还原法制备直接甲醇燃料电池纳米Pt/graphene (Pt/G)阳极. XRD和SEM表征表明Pt纳米均匀分散于石墨烯表面.循环伏安和计时电流的电化学测定结果表明:复合纳米Pt/G的催化活性和稳定性优于纯铂;采用计时电量法测定298 K时甲醇在硫酸溶液中扩散系数为1.37×10-9 cm2·s-1,以及在不同阶跃电位下甲醇催化氧化反应速率常数k_f.      

碳和石墨的电化学阳极嵌入化和过氧化 Ⅰ.在浓硫酸电解质中的反应

作者将天然石墨和聚丙烯的混合热压成型物(CPP)作为电极活性物质,在浓 H_2SO_4电解质中,用循环伏安法和恒电流法,进行了阳极嵌入化和过氧化。在嵌入反应电压范围内,氧化(嵌入)还原(嵌出)反应基本可逆;但在过氧化电压范围内,过程的可逆性变,差氧化还原峰对的电位差也变大,用小的恒电流对 CPP 进行氧化,可以得到 C_(2·7)A 型的石墨过氧化物,其氧化度达0.37,且反应尚有一定的可逆性。     

基于TiO2-三维石墨烯复合材料和血红蛋白电化学传感器的研究

采用水热法制备了 TiO2-三维石墨烯复合材料(TiO2-RGO),将其应用于固定血红蛋白(Hb)制备出相应的蛋白质电化学传感器.光谱技术表征表明Hb被TiO2-RGO固定化不改变其原始构象;循环伏安扫描出现一对良好准可逆氧化还原峰,表明Hb的电化学活性保持良好.该传感器对NaNO2表现出良好的电催化活性,还原峰电流值...     

纳米Pt修饰电极碱性条件下甲醇电化学氧化研究

甲醇电化学氧化机理的研究对制备与直接应用于甲醇燃料电池具有重要意义.利用电沉积法制备纳米Pt修饰玻碳电极,以此作为工作电极,基于现场红外光谱技术、循环伏吸法(CVA)、导数循环伏吸法(DCVA)与循环伏安法(CV),研究碱性条件下甲醇的电氧化行为.结果表明与Pt电极相比,纳米Pt修饰电极能更有效地催化甲醇电化学氧化,生成CO_2.进一步研究发现,纳米Pt修饰电极对甲醇氧化转化为甲酸这一过程具有更高的催化活性.     

聚苯胺(PAn)和聚吡咯(PPy)膜电极对Hg(Ⅰ),Sn(Ⅱ)氧化的电催化行为

聚苯胺(PAn)和聚吡咯(PPy)膜电极对Hg(Ⅰ),Sn(Ⅱ)的氧化的电催化作用以循环伏安法(CV)进行了研究.在0.3mol·dm~(-3)HNO_3中PAn膜电极对Hg(Ⅰ)的氧化在0.445V处有一个非常尖的氧化峰,其峰电流I_(pa)的值为同样条件下Hg(Ⅰ)在光滑裸铂电极上峰电流值的5倍以上.PPy膜电极对Hg(Ⅰ)的电催化氧化有相似的结果,在0.49V处有一个尖峰,这是Hg(Ⅰ)在PPy上的氧化峰,I_(pa)值为在裸铂电极上的数倍.这些结果都说明PAn和PPy对Hg(Ⅰ)的氧化有明显的电催化作用.与此相似,PAn,PPy膜对Sn(Ⅱ)的氧化有类似的效果.PAn与PPy对Hg(Ⅰ)和Sn(Ⅱ)的氧化,其峰电流I_(pa)与扫描速率v的平方根成直线关系,这说明Hg_2~(2+)和Sn~(2+)离子在这两种导电聚合物膜电极上的电极过程受膜内扩散控制.     

Ni-B-M(M=Cr,Cu)非晶态纳米粒子电催化氧化甲醇的性能对比研究

通过化学还原法制备了非晶态Ni-B,Ni-B-Cr和Ni-B-Cu纳米粒子催化剂,并采用XRD,TEM和XPS表征催化剂的物性结构、表面元素组成和价态形式。应用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)和电化学阻抗谱(EIS)进行电化学性能测试,结果表明:Ni-B-Cr的甲醇氧化峰电流与Ni-B的相当,其活性稳定性提高;Ni-B-Cu的甲醇氧化峰电流为1 143.16 A/g,显著高于Ni-B(789.67 A/g),活性稳定性与Ni-B相近,其主要原因归于Cu(Ⅲ)作为新的催化活性位点协同Ni活性位催化甲醇转化。     

电化学氧化法深度处理土霉素废水二级处理出水试验研究

以钛涂铱钌(Ti/RuO2-IrO2)平板为阳极、石墨板为阴极,采用电化学氧化法对土霉素废水二级处理出水进行了深度处理试验研究。确定了最佳电解条件:电流密度为0.10A/cm2、极板间距为2cm、电解质(Na2SO4)浓度为0.3mol/L和不调整废水pH值,在进水ρ(COD)=264.32mg/L时,电解60min后出水ρ(COD)120.00mg/L,COD去除率可达60%以上。在最佳电解条件下,COD去除动力学方程为ln(c0/ct)=0.012 9t-0.001 7,其相关系数R2=0.997 5,近似符合一级动力学方程。     

聚吡咯/氧化石墨复合材料的电化学电容性能

以改进的Hummer法制备氧化石墨(GO),用原位聚合法合成聚吡咯/氧化石墨(Ppy/GO)复合物,运用CV和CP法测试电化学性能,并以XRD,FTIR,SEM分析材料的结构形貌.结果表明:(1)Ppy/GO复合物具有较好的电化学电容性能.当电流密度为0.5A.g-1时,复合物在1mol.L-1 H2SO4溶液中的比电容可达358.93F.g-1.(2)Ppy/GO复合物较Ppy有更好的循环稳定性和倍率充放电性能.当扫描速率分别为10,20,50mV.s-1时,复合物电极的循环伏安曲线均呈现出良好的矩形特征,并能保持一致性,而在相同扫描速率下,Ppy的循环伏安曲线不稳定;当电流密度分别为1,2,5A.g-1时,复合物的比电容分别达204.71,130.82,60.21F.g-1,高于相同条件下Ppy的178.05,123.89,46.52F.g-1.以上说明将聚吡咯与氧化石墨形成复合物有利于改善聚吡咯的电化学电容性能.     

Y3+和Tm3+对甲醇电氧化的影响

以光滑铂为电极, 采用循环伏安法研究稀土元素离子（Y³⁺和Tm³⁺）对甲醇电氧化的影响. 结果表明,Y³⁺和Tm³⁺呈现出较好的催化作用, 其加入使甲醇阳极氧化峰电流有较大提高, 分别增加120.10%和158.33%; 稀土元素对甲醇氧化的催化作用与其原子核外轨道电子排布及其在铂电极表面的吸附有关.     

纳米PbO2/TiO2催化电极的制备及其对己二醛氧化的电催化性能

用电解法在乙二醇溶液中制备铅和钛醇盐配合物PbTi₂(OCH₂CH₂OH)_12-x, 将其电解液水解、 真空干燥后于450 ℃煅烧2 h, 得到纳米级PbO₂/TiO₂粉体, 通过溶胶 凝胶法在钛丝表面得到纳米PbO₂/TiO₂电极. 电解产物通过红外光谱(FT IR)和Raman光谱表征, 纳米PbO₂/TiO₂粉体使用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征, 并采用循环伏安法在盐酸和己二醛溶液中考察电极的氧化还原行为及电催化活性. 实验结果表明: 有机体系电解法得到的纳米PbO₂/TiO₂粉体颗粒
分散较理想, 粒径为100~150 nm; 纳米TiO₂掺杂PbO₂电极的氧化峰电流密度为157 mA/cm², 氧化还原峰电位差明显减小, 具有较高的电催化活性, 催化合成己二酸的电流效率和产率分别为89.2%和97.4%.     

TiO_2纳米片/石墨烯复合电极材料的制备及其超级电容器性能

以无定形TiO_2粉体为前驱体,利用水热反应制得TiO_2纳米片,后与氧化石墨复合并还原得到TiO_2纳米片/石墨烯(rGO)复合电极材料。利用X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其形貌和结构进行表征。结果表明,TiO_2纳米片是由粒子聚集而成,在复合材料中,TiO_2纳米片进入到了石墨烯片层之间,增加了复合材料的比表面积。循环伏安(CV)、恒电流放电(CP)和循环寿命测试表明,TiO_2/rGO纳米复合电极材料在三电极体系中,电流密度为1A·g~(-1)时,比电容高达240.9 F·g~(-1)。2 000次循环后仍保持初始电容68%,表现出优秀的超级电容器电极材料性能。     

掺硼金刚石膜电极电化学氧化降解TNT的研究

首先采用循环伏安法研究了TNT在掺硼金刚石(BDD)膜电极上的电化学氧化-还原行为。基于此,开展了以BDD电极为阳极,电化学高级氧化降解TNT废液的研究,考察了电极电流密度对TNT降解率、溶液化学需氧量(COD)的影响。结果表明:随着电流密度从20 mA/cm2增加到150 mA/cm2,TNT降解率及COD去除率均明显增加,但平均电流效率降低,能耗呈线性增加。综合考虑,在较低电流密度下电氧化降解TNT废液降解更经济合理。     

多壁碳纳米管负载钯催化剂对乙醇氧化的电催化活性

以浓硝酸处理后的多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,采用水热法,用硼氢化钠还原pd2+-EDTA络合物,制得MWCNT负载的纳米钯催化剂(Pd/MWCNT).扫描电子显微镜(SEM)显示,纳米钯颗粒形成三维立体网状结构.利用循环伏安(CV)和计时电流法(CA)法,研究了碱性溶液中Pd/MWCNT催化剂对乙醇氧化的电活性.结果表明,与晶体Pd电极相比,Pd/MWCNT电极对乙醇的电化学氧化具有较高的催化活性,表现为较高的阳极氧化峰电流和强的抗毒化能力.通过不同电位范围、不同扫速以及不同乙醇浓度的CV研究,探讨了乙醇在Pd电极上的催化氧化机理和动力学特征.     

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 .