纳米材料在电催化领域的应用与特性分析

介绍了纳米材料的特性,对纳米电催化材料的分类、制备方法、性质做了分析,阐述了纳米电催化材料的电催化特性,纳米电催化材料上的异常红外效应.     

碳载纳米Pt及纳米Pt—WO3电催化剂的制备与表征

通过电化学方法，在碳载体表面沉积了纳米Pt及纳米Pt—WO3表面电催化剂。运用循环伏安和扫描电子显微镜技术对催化剂电极进行了表征。结果表明：电沉积的碳载Pt电催化材料是粒度均匀的纳米颗粒。碳载Pt—WO3电催化材料是由纳米颗粒组成的柱状结构，直径均匀，定向平行排列，具有很大的比表面积。     

超浸润纳米阵列电极用于气体参与电催化反应的研究进展

气体参与的电催化反应，包括气体析出反应和气体消耗反应，是能量转换过程和化工过程中的重要环节。相比于针对高活性催化剂的研究，对于实际的工业生产过程，调控反应过程中的气体扩散行为对高电流的工业应用有着同样重要的意义。虽然目前已经有不少纳米阵列电极用于有气体参与的电催化反应实例，且表现出较好的电化学性能，但对于气泡在电极材料表面的浸润性行为的基础研究却较少。本文旨在系统地介绍结构化的超浸润纳米阵列电极在气体参与的电催化反应中的作用及应用，从介绍超疏气性和超亲气性定义出发，提出优化电极结构、制备超疏气性和超亲气性电极的方法，然后介绍了几种电极材料在能量转换系统中的应用，最后讨论了超浸润电极未来的发展前景。     

碳载纳米Pt及纳米Pt-WO_3电催化剂的制备与表征

通过电化学方法 ,在碳载体表面沉积了纳米Pt及纳米Pt WO3 表面电催化剂。运用循环伏安和扫描电子显微镜技术对催化剂电极进行了表征。结果表明 :电沉积的碳载Pt电催化材料是粒度均匀的纳米颗粒。碳载Pt WO3 电催化材料是由纳米颗粒组成的柱状结构 ,直径均匀 ,定向平行排列 ,具有很大的比表面积     

用于电催化水分解的三维阵列材料（英文）

氢能源被认为是最有可能替代化石燃料的清洁能源之一.探索适用于水分解产氢的催化剂已经成为电解水领域的重要课题.由于纳米粉体材料导电性不好,且在催化过程中容易堆积,所以将纳米活性物质和导电基底结合起来,构建具有开放多孔结构的三维(3D)阵列电极已经成为电催化领域的研究热点.本文首先总结了3D阵列电极在电催化水分解中的优势,然后介绍了提高材料催化性能的几种策略,最后对用于水分解的阵列催化材料进行了分类和总结,希望能为新的电催化材料的设计和制备提供参考.     

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。     

金属纳米材料催化二氧化碳电化学还原的最新进展

能源枯竭和二氧化碳(CO_2)引起的温室效应制约着社会和经济的可持续发展.由于电能具有以风能、太阳能和潮汐能等清洁能源作为来源的优点,电催化还原CO_2被认为是CO_2资源化方法中最具发展前景的一种转化技术.通过电催化还原CO_2得到碳氢化合物或液体燃料等高附加值产品,可以有效地缓解能源和环境问题.随着纳米材料科学和纳米技术的不断进步,纳米结构的金属电催化剂除具备过渡金属良好的导电性能和配位催化能力外,其较高的比表面积还提升了对气体的吸附性能和增加了活性催化位点的分布.因此,纳米结构的金属电催化剂在电催化CO_2还原领域中展现出较高的催化活性和潜在的工业化能力.文章首先简要介绍了电化学还原CO_2的非均相催化过程,然后概述了近几年来在纳米金属电催化材料和反应机理相关的实验与理论研究方面的最新研究进展,并在最后对其发展趋势进行了展望.     

蛋白质-纳米粒子薄膜电极的电化学进展

简要介绍蛋白质一纳米粒子薄膜电极的电化学与电催化研究的新进展。纳米粒子能够把自己近距离地固定在蛋白质的活性中心，提供直接、非媒介体的电子转移，大大增强了其电流响应和催化活性，可能比其他的方法更具有潜在的优势。     

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。     

纳米碳催化研究取得新进展

纳米碳材料具有较好的化学相容性,经表面活化处理后可在烷烃活化、生物质转化、电催化氧还原等反应中表现出优异活性。然而,功能化纳米碳材料表面物种繁多,为单一官能团定量分析带来了较大难度,多个碳催化反应过程的结构-性能基本关联仍未明晰。近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所所属新能源所张建课题组与张亚杰课题组合作开展的纳米碳催化机理研究取得新进展,揭示了     

四氧化三锰纳米材料的电存储性能研究

本文报道了一种使用氯化锰为锰源制备四氧化三锰纳米材料的方法,并将该材料用作超级电容器电极材料进行电存储性能研究。以St？ber法制备的二氧化硅小球为模板制备四氧化三锰纳米材料,并使用电化学方法对该材料的电容性能进行研究,结果表明该材料具有较好的电容性质。     

钴掺杂硫化锌催化剂的制备及其电催化析氢性能

以硝酸钴、硝酸锌为主要原料,分别采用L-半胱氨酸和硫脲为硫源制备钴掺杂硫化锌,借助XRD、SEM、TEM等对其形貌及结构进行表征,并通过析氢实验探讨不同硫化方式对钴掺杂硫化锌电催化性能的影响。结果表明,以L-半胱氨酸硫化法制备的钴掺杂硫化锌催化剂结晶度高且具有更好的电催化析氢效果。     

基于撞击流微反应器连续制备纳米ZnO及其光催化性能研究

以Zn（NO3）2、Na2CO3为原材料,采用自制撞击流微反应器连续制备出纳米ZnO,系统研究了反应温度、反应物浓度、进料速率等工艺条件对所制备纳米ZnO光催化性能的影响,采用SEM、XRD等测试手段对制备产物的物相及微观形貌进行了表征.结果表明,采用撞击流微器可实现纳米ZnO的连续高效制备,其光催化性能随着反应温度和进料速率的增大而升高,随着反应物浓度的增大先提高后降低.当反应温度为80℃,反应物浓度为0.3 mol·L-1,Na2 CO3溶液的进料速率为350 mL·min-1、Zn（NO3）2溶液的进料速率为291 mL· min-1时,可制得平均粒径为20.1 nm,粒径分布较均匀的纳米ZnO.以其为光催化剂,在100 W高压汞灯照射下降解甲基橙（MO） 40 min,其降解率可达到93.9％,表现出良好的光催化性能.     

Treatment of Cr(VI)-containing nanowastes via the growth of nanomaterial

The environmental behavior, biological and ecological effects of nanomaterial have attracted much attention, and nanomaterial is prevalently used in the process of industrial manufacturing. However, the investigation on how to resolve the environmental problems of nanowastes is scarcely reported. We have proposed a novel method in which the toxicity of the waste is reduced during the fast growth of nanoparticals. It is suggested that this method could be used in the treatment of the Cr(VI)-containing nanowastes from the chlorate plants. In this work, the efficiencies of the treatment at both room and high temperatures were further studied. The craft route is advanced for the treatment at the high temperature. The phase, morphology, size, and thermal behavior of the detoxified solid were analyzed by XRD, SEM, and DTA. The solid was also tried as the raw of glaze. The disposal provided here will be a good example for the recycling of the hazardous nanowastes.     

微乳液在贵金属纳米材料制备中的应用

贵金属纳米材料是一类在电子、化工、医药等领域有着广阔应用前景的新型材料,控制贵金属纳米粒子的大小和形状是其获得应用的前提。介绍了微乳液的性质、特点,并对其在贵金属纳米材料制备中的应用现状和应用前景进行了评述。     

电化学催化中的表面微观结构与特殊反应性能

综述以C1分子的电催化氧化或还原作为探针反应,对电催化剂表面微观结构与性能的内在联系和规律进行研究的结果。从研制不同原子排列结构的金属单晶电极的模型电极的模型电催化研究,到研制不同纳米材料的载体电催化剂的应用研究,不仅对C1分子反应的机理和动力学规律获得了深入认识,而且对电催化表面原子排列结构及修饰,纳米结构特征及其所引起的特殊电催化性能和异常红外效应等取得了一系列创新的研究结果,推动了相关理论和应用的进展。     

二氧化钛纳米粒子的合成及其在肿瘤治疗中的应用

二氧化钛作为一种重要的无机材料,被应用于各个领域,尤其是在生物医学领域的应用越来越受到广泛关注.主要综述了二氧化钛纳米材料的主要合成方法及其在肿瘤治疗方面的应用.其合成方法主要有气固液相法三大类,其中主要介绍了液相合成法中的溶胶—凝胶法、水热法、溶剂热法、微乳液法.并且进一步介绍了其在肿瘤治疗方面的光动力学、光热及声动力学疗法原理及应用实例.最后总结及展望了二氧化钛纳米材料在生物医学方面的应用前景.     

聚噻吩对醌—氢醌的电催化作用

本文采用循环伏安法研究了在水溶液中电聚合的聚噻吩膜电极对水溶液中醌-氢醌氧化-还原反应的电催化作用。结果表明,一定厚度的聚噻吩膜在较强的酸性条件下对反应有良好的电催化作用。膜的厚度、电聚合成膜时溶液的温度、pH值的大小以及扫描速率的大小对电催化反应有明显的影响。初步研究了电催化反应的动力学过程。     

基于纳米材料改性发射药的身管延寿技术研究

提出了一种通过在发射药中添加纳米复合材料来延长武器身管使用寿命的方法.该方法是将一种纳米复合材料添加到发射药中,通过改善发射药的性能,使发射药的抗烧蚀性和燃烧完全性提高,降低枪管温升,从而达到提高身管使用寿命的目的.以某型号小口径自动武器为对象,进行了身管常温寿命实验.结果表明,该技术可有效延长身管的使用寿命.通过对寿后枪管检测分析表明,在发射药中添加纳米复合材料显著降低了身管的烧蚀.     

金属纳米团簇在电化学领域的应用研究进展

尺寸小于2nm的金属纳米团簇是由几个到几百个原子组成的纳米结构材料.对于金属纳米团簇,由于其大部分甚至所有金属原子可能暴露于表面而具有高的表面原子比例,该独特的原子堆积结构使其具有高的表面活性,因此其在催化反应中具有重要应用价值.同时,其明确的原子排列和堆积结构使其可作为模型催化剂,用于研究纳米结构-性能之间的关系.笔者简要总结了近年来金属纳米团簇的研究进展和现状,重点总结了其在电化学领域的应用,包括电催化和电化学传感,最后对其未来在电催化和电分析领域的应用前景进行了展望.