Pt/CeO2-CNTs和Pt/CNTs在H2SO4和NaOH中乙醇电氧化活性及循环稳定性研究

为考察pH和CeO2对Pt催化剂乙醇电氧化活性的影响,用循环伏安法比较了Pt/CNTs及Pt/CeO2-CNTs在NaOH和H2SO4介质中的电化学行为,表明催化剂在NaOH介质中活性高于在H2SO4中活性,Pt/CeO2-CNTs活性高于Pt/CNTs活性.因Pt催化剂上乙醇电氧化反应的tafel斜率接近,故活性不同可归于影响交换电流密度的OHad浓度的差别.NaOH中Pt表面OHad吸附起始电位和乙醇电氧化起始电位分别低于H2SO4中起始电位,表明OHad决定着Pt催化剂的乙醇电氧化活性.加速耐久性实验表明,CeO2可改善Pt/CNTs的循环稳定性,Pt/CeO2-CNTs和Pt/CNTs在H2SO4中稳定性优于在NaOH中稳定性.     

Pt/C催化剂基底的制备及乙醇电催化氧化研究

采用超声波分散与化学还原法结合,以氯铂酸为前驱体,石墨为载体制备了Pt/C(含Pt质量分数为5%)催化剂基底,通过XRD和循环伏安法进行了表征,并以乙醇电化学氧化为探针反应,对所得Pt/C基底的催化性能进行评价,研究了不同焙烧、还原温度及分散介质中醇/水比等因素对Pt/C基底催化活性的影响.结果表明,采用乙二醇与水体积比为2∶1作为分散介质,于空气中400℃焙烧后得到的Pt/C基底具有铂多晶的特征伏安曲线,对乙醇的电化学氧化具有较好的催化活性,说明所制备的Pt/C基底与铂多晶表面相似,完全可以替代纯金属铂,从而可进一步制备成本较低、活性组分少、催化活性高的铂基双金属表面修饰电极催化剂(另文报道).     

固相反应法制备的Pt/C催化剂对乙醇氧化的电催化活性研究

直接甲醇燃料电池（DMFC）由于具有燃料来源丰富、价格低廉、易于携带储存等优点,近年来一直是世界上许多国家研究和开发的热点[1].但是甲醇具有一定的毒性,因此要想实现DMFC在诸如手机、笔记本电脑以及电动车等可移动电源领域的应用,必须探索寻找新的液体燃料以替代有毒性的甲醇.其中乙醇很易从农作物中大量生产,又无毒,因此很有可能用作为替代甲醇作DMFC的燃料.乙醇的电催化氧化已被众多的研究者从电催化和乙醇燃料电池的角度进行了广泛研究[2-7].其中,对乙醇电催化氧化活性较好的有pt[2-4]、pt-Ru[6-7]、Pt-Pd[5]和Pt-Mo[7]等催化剂.我们研究组报道了用固相反应法制得的Pt催化剂对甲醇氧化的电催化活性要优于用常规液     

Pt-ZrO2/C电催化剂在碱性介质中对乙醇的电氧化

制备了Pt-ZrO2/C催化剂,采用TEM,XRD等技术对其进行表征.利用循环伏安和电化学阻抗谱等方法研究Pt-ZrO2/C催化剂在碱性溶液中对乙醇氧化的电化学活性,并与Pt/C催化剂(20 %Pt,E-TEK)进行对比.研究结果表明,Pt-ZrO2/C催化剂具有较高的乙醇电氧化催化活性.电流密度最高的是n(Pt)∶n(ZrO2)为1∶1的样品,该比值为1∶4时显示出最低乙醇氧化峰电势.     

乙醇在Pt/PMo12-CNTs/石墨电极上的电催化氧化

采用碳纳米管(CNTs)、磷钼酸(PMo12)修饰石墨电极,然后通过循环伏安法(CV)电沉积Pt,获得Pt/PMo12-CNTs/石墨电极.利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)分别对改性CNTs结构及电极的形貌进行表征,通过CV、计时电流法考察了该电极对乙醇的电催化氧化性能.结果表明在催化剂Pt沉积量相当情况下,Pt/PMo12-CNTs/石墨电极较Pt/石墨电极具有更好的电催化活性和稳定性,表明PMo12改性CNTs是乙醇氧化电催化剂的良好载体.     

CuO/CeO2作为乙醇完全氧化催化剂的结构及性能研究

以浸渍法制得含Cu和Ce的催化剂,并对比考察了不同温度下制得的催化剂对乙醇的完全氧化性能,确定Ce/Cu原子数之比在3∶1~5∶1间的催化剂活性最好.用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了催化剂的表面组成与形貌,推测Cu2 和Cu0是乙醇氧化的活性中心,分散在CeO2表面的CuO与溶解在CeO2晶格中的Cu2 的比例及表面的吸附氧都与催化剂活性相关;确定Ce/Cu原子数之比在0.5∶1~10∶1之间,CeO2的负载量越高,CuO的分散状态越好.     

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。     

Pt/CNTs催化剂的微波法制备及其对甲醇电氧化的催化性能

为快速制备高分散Pt催化剂,首先对氯铂酸乙二醇溶液微波加热制备了Pt颗粒,然后将Pt颗粒吸附在碳纳米管(CNTs)表面,得到了Pt/CNTs系列催化剂.用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)考察了NaOH对催化剂颗粒大小和分散的影响,结果表明,NaOH有助于降低Pt颗粒尺寸和增加Pt颗粒分散稳定性,从而得到CNTs表面均匀分布的Pt催化剂.并对催化剂进行循环伏安扫描,结果表明,Pt/CNTs对甲醇电氧化活性较好.     

碳载Pt-TiO2阳极催化剂对甲醇氧化的电催化活性和稳定性

近年来,直接甲醇燃料电池（DMFC）由于使用液体燃料而越来越受到重视,但目前DMFC存在的一个普遍的问题是常用的Pt阳极催化剂易被甲醇氧化的中间产物所毒化.因此,一些研究者研究了能抗甲醇氧化的中间产物毒化的Pt二元合金或Pt和过渡金属氧化物复合催化剂,如Pt-Ru[1]、Pt-Sn[2]、Pt-WOx[3]等.考虑至TiO2在酸性溶液中的稳定性,Hamnett研究组[4]和我们研究组[5]发现pt-TiO2/Ti复合电极对甲醇氧化有很好的电催化活性和抗中毒的能力.本文报道了制备能在DMFC中实际使用的碳载Pt-TiO2催化剂（Pt-TiO2/C）的方法和比较了Pt-TiO2/C和Pt/C电极对甲醇氧化的电催化活性和稳定性.用固相法制备含Pt20％的Pt/C催化剂[6],将制得的pt/C催化剂和Ti（OBu）4按摩尔比1:1的比例悬浮在乙醇中,超声波震荡并加水,使Ti（OBu）4完全水解成TiO2,并均匀沉积到Pt/C催化剂上,洗涤,真空干燥,500℃热处理     

Pt/GAC催化剂的制备及催化氧化冷凝废水研究

以H2PtCl6·6H2O为前驱体,颗粒活性炭为载体,采用乙二醇还原法制备Pt/GAC催化剂,并用于催化氧化冷凝废水.实验结果表明,当催化剂活性组分Pt负载量为1.5%、焙烧温度为350 ℃、NaOH与Pt的物质的量的比为6∶ 1条件下制备的催化剂具有较高的催化活性,在反应温度40 ℃和常压条件下,催化剂投加量为13.33 g/L和反应时间为2 h,冷凝废水中85%以上的乙醇被氧化,而且催化剂重复使用6次后,冷凝废水中80%以上的乙醇可被氧化,其催化活性仍然达到80%以上.该种条件下制备的催化剂粒径约为5～15 nm,活性组分Pt以Pt0的形式在载体表面均匀分布.     

H2SO4电解液活度混沌现象

通过铅酸蓄电池电解液混沌的研究发现,当H₂SO₄电解液的温度和浓度超过一定值后,其电动势出现无规则波动,这是电解液活度无规则波动所致,是一种混沌表现.运用贝纳尔的牛顿-布森内斯克方程及动力学演化方程对这种混沌现象进行解析论证.     

Cu—Mn—Pt／γ—Al2O3系列催化剂中组分间的活性增强效应

通过ＣＯ氧化活性测试，采用ＸＲＤ、ＸＰＳ、ＴＰＲ等方法表征，研究了Ｃｕ－Ｍｎ－Ｐｔ／γ－Ａｌ２Ｏ３系列催化剂中组分间的活性增强效应，并对其固相结构和表面组成进行表征．结果表明：（１）氧化型ＣｕＭｎ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂中Ｃｕ和Ｍｎ之间存在一定的活性增强效应，两种活性组分发生协同作用；（２）还原型Ｐｔ－Ｃｕ／γ－Ａｌ２Ｏ３和Ｐｔ－Ｍｎ／γ－Ａｌ２Ｏ３催化剂的氧化活性在系列中最高，Ｐｔ－Ｍｎ／γ－Ａｌ２Ｏ３的ＣＯ氧化活性增强效应最为显著．这与加人Ｐｔ后，Ｃｕ２＋易被还原，Ｃｕ＋明显增多有关；（３）同时含有Ｃｕ、Ｍｎ组分的几种催化剂中，催化剂表面上Ｃｕ均有一定富集，加人Ｐｔ后，表相以Ｃｕ＋为主．由于Ｃｕ－Ｍｎ－Ｐｔ三元催化剂的制备方法不同，以致氧化活性相差很大，共浸制备较分浸制备的催化剂活性要好的多．     

SO2-4／CeO2-TiO2／HTLC 的制备及光催化性能

为利用TiO2作为光催化降解水中有机污染物,以铁铝水滑石为载体,以CeO2掺杂的TiO2为活性组分,制得光催化剂前体,再以SO2-4对其进行修饰,制得了SO2-4／CeO2-TiO2／HTLC 光催化剂。采用XRD、SEM、EDS 和UV-Vis DRS等手段对催化剂进行了表征;以甲基橙为模拟污染物,考察了催化剂样品的光催化性能。实验结果表明：CeO2掺杂TiO2粒子在可见光区吸光性能高于TiO2;SO2-4与CeO2-TiO2／HTLC有协同催化作用,SO2-4／CeO2-TiO2／HTLC光催化剂对可见光的吸收大大增强。经模拟日光照射2 h,SO2-4改性的15％（ CeO2-TiO2）／HTLC催化剂对甲基橙的脱色率达到93％。     

物质的稳定性和化学反应的活性

由化学热力学原理探讨了物质稳定性的概念．并根据过渡态理论分析了物质的稳定性和反应活性的关系．通过皮应物、产物及活性中间体的稳定性与反应活性的关系，将反应体系的能量和反应速率有机地联系起来．     

KClO3/FeSO4/H2SO4催化氧化合成二芳基偶氮羰酰肼

报道了一种有效的由KClO3/FeSO4/H2SO4催化氧化体系对二芳基卡巴肼进行氧化脱氢,合成二芳基偶氮羰酰肼的新方法.该方法具有反应快速、条件温和、操作简便、原料价廉易得等优点.