核壳型Ru@Pt在甲醇电催化氧化反应中的电子效应研究

通过两步化学还原法合成了不同壳层厚度的核壳型Ru@Pt纳米粒子,采用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱(EDS)等手段对粒子的晶体结构、表面元素、微观形貌及组成进行物理表征;应用循环伏安法和交流阻抗法对电催化氧化甲醇的催化性能进行电化学测试。结果显示,制备的Ru@Pt纳米粒子直径约为2~4nm,为核壳型结构;不同Ru@Pt样品氢的脱附峰随n(Pt)∶n(Ru)比值的增大呈现先增加后减小的"山形"趋势,其中n(Pt)∶n(Ru)=0.5∶1样品的脱附峰值最高;由于核层Ru对Pt壳层产生电子效应,使核壳型纳米粒子电化学活性面积增大,且电子效应越强活性比表面积越大;随着纳米粒子电子效应的增强,其比质量活性增大,甲醇反应过程的阻抗降低。     

核壳型Ni-Pt纳米微粒的氧还原电催化性能

应用化学还原两步法制备了壳层厚度不同的Ni-Pt核壳型纳米粒子,并用XRD,XPS,TEM,SEM技术表征了微粒的表面元素组成和物理结构,用动电位扫描法考察了该纳米粒子对氧还原反应的电催化活性。实验结果表明,合成的Ni-Pt微粒为球形核壳结构纳米粒子,外直径平均值约30 nm,Ni核直径约17 nm,Pt壳层厚度约8 nm;核壳Ni-Pt/C相对Pt/C具有更高的电催化氧还原活性和抗甲醇性,电催化氧还原活性和抗甲醇能力随Pt壳层厚度改变有明显变化,变化的规律呈火山形,核壳Ni-Pt/C催化性能随Pt壳层厚度改变的机理符合"d电子调变效应"机理。     

铂修饰聚苯胺-聚硫堇复合电极对甲醇的电催化氧化

苯胺(An)与硫堇(Tn)电化学聚合于石墨电极上,并采用电化学方法沉积Pt颗粒,制备得到Pt/PAni-PTn/石墨电极.通过扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行表征,利用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)考察了Pt/PAni-PTn/石墨电极对甲醇的电催化性能.实验结果表明,Pt颗粒均匀地分散在PAni-PTn复合膜上,PAni-PTn载体更有利Pt纳米颗粒的分散和粒径的减小,Pt/PAni-PTn/石墨电极对甲醇的电催化活性和稳定性明显优于Pt/石墨电极.     

Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子制备及其超级电容器电极特性

以甲烷作为碳源气体,块体锰作为原料,采用一种简单的直流电弧等离子体法成功制备了Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子,用于高性能超级电容器的电极材料.所制备的Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子平均直径为30~35nm.拉曼光谱结果显示石墨碳壳具有良好的导电性.通过循环伏安、恒电流充放电及电化学交流阻抗谱对Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子电极材料进行电化学性能分析,结果表明其具有高比电容、快速充放电等优异的电化学性能.在扫描速率为1mV/s时,比电容最高可达185.8F/g.同时具有良好的循环稳定性,在100mV/s扫描速率下1 000次循环伏安测试后,比电容仍保持为最初的88%,与单纯Mn_7C_3(79%)相比,有明显提高.Mn_7C_3@C核壳型纳米粒子电极材料优异的电化学性能归因于其良好的核壳结构,富缺陷碳层具有良好的导电性,有助于离子的传输和结构的稳定,而内核Mn_7C_3主要产生赝电容,在C和Mn_7C_3的协同作用下产生双电层和赝电容双模式储能机制.     

碳包铜纳米粒子在葡萄糖检测中的应用

采用回流法制得前驱体粉体,用此前驱体粉体在流动氩气保护下、600℃下热处理10h制得碳包铜纳米粒子.利用XRD、Raman、SEM、TEM和HRTEM对碳包铜纳米粒子进行了表征.结果表明:所得碳包铜纳米粒子大小分布均匀,具有典型的核壳状结构,内核为金属铜,外壳为无定形碳,碳包铜纳米粒子的粒径为40～50nm,碳包覆层厚度为3～5nm.利用循环伏安法比较了铜纳米粒子修饰的玻碳电极和碳包铜纳米粒子修饰的玻碳电极对葡萄糖的电催化氧化活性.结果表明:碳包铜纳米粒子修饰的玻碳电极对葡萄糖有显著的电催化氧化活性,且峰电流与葡萄糖浓度呈良好的线性关系(相关系数R=0.97),有望用于葡萄糖的检测.     

葡萄糖在碳纳米管负载钴修饰电极上的电催化氧化

以碳纳米管为模板采用湿化学法制备碳纳米管负载纳米钴(Co/CNTs)复合材料,用X射线粉末衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对Co/CNTs进行表征,通过循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗法(EIS)对碳管负载纳米钴修饰玻碳电极(Co-CNTs/GCE)在碱液中进行电化学行为和对葡萄糖电催化氧化的研究.结果表明:平均粒径约为21nm的面心立方结构Co纳米粒子均匀分散在碳纳米管上;Co-CNTs/GCE在碱性介质中的电化学行为既受电化学控制又受扩散控制的准可逆过程;Co-CNTs/GCE在碱性介质中对葡萄糖具有较高的催化活性,其电催化氧化过程主要是受电极表面的多孔催化层内薄液界面上扩散控制.     

核壳型Co-Pt纳米粒子的氧还原电催化性能

采用两步化学还原法制备不同壳层厚度的核壳型Co-Pt纳米粒子。采用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及透射电镜(TEM)技术表征催化剂的结构和组成,用旋转圆盘电极动电位扫描法测试其对氧还原反应的催化性能。结果表明:核壳型Co-Pt纳米粒子直径约30 nm;相对于Pt/C,Co-Pt/C具有更高的电催化氧还原活性和抗甲醇性,催化剂随着Pt壳层厚度的增加氧还原活性增大,抗甲醇能力逐渐降低。随着甲醇浓度的增加,氧还原起始过电位增大,峰电流密度减小。     

Ni-B非晶纳米粉末微电极上丙醇的电氧化

在水溶液体系中,以化学还原法制得Ni-B非晶态合金纳米颗粒.应用循环伏安法,研究碱性介质中Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上丙醇的电催化氧化,并运用稳态极化曲线测定Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上丙醇的电催化氧化动力学参数.结果表明,Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极对碱性溶液中丙醇的氧化具有很高的电催化作用.碱性介质中的Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上,丙醇的电催化氧化速率明显高于高择优取向(220)的镍电极.     

离子液体体系中石墨烯负载铜纳米粒子高效电催化氧还原反应

通过一步还原法制备了还原氧化石墨烯纳米片负载的铜纳米粒子复合材料(CuNPs-rGO-20%,CuNPs-rGO-80%,CuNPs-rGO-120%),并利用循环伏安法分别在0.1 mol/L KOH水溶液和离子液体(Ionic Liquid,IL)1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([Bmim] BF_4)电解液中进行电化学测试来研究其对氧还原反应(Oxygen Reduction Reaction,ORR)的电催化效果.采用透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对所制备的纳米粒子催化剂进行表征.TEM和XRD结果表明,所制备的CuNPs-rGO-80%纳米粒子表面主要为Cu(111)晶面,平均粒径约为10 nm.电化学测试结果表明,与商业化Pt/C(质量浓度20%)催化剂相比,CuNPs-rGO-80%纳米催化剂在IL中具有优异的ORR电催化活性,ORR的起始电位更正,ORR峰电位正移150 mV,还原电流密度更大.     

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     

Study on the preparation of Pt nanocapsules

Ag@Pt core-shell nanoparticles (Ag@Pt NPs) were prepared by a co-reduction method. Pt nanocapsules with diameters of less than 10 nm were obtained by an electrochemical method. Cyclic voltammetry (CV) scanning was used to cavitate the Ag@Pt NPs, and the morphology, structure, and cavitation conditions were studied. The results indicate that the effective cavitation conditions to obtain Pt nanoparticles from Ag@Pt NPs are a scanning voltage of 0 to 0.8 V and continuous CV scanning over 2 h. This cavitation method is also applicable for the syntheses of Ir, Ru, and Ru-Pt nanocapsules.     

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.      

活性炭负载Ptm^Au催化剂的制备与甲醇电催化氧化反应活性

采用溶胶负载法制备了Ptm^Au/C催化剂（m代表Pt/Au原子比）,通过X射线衍射、紫外-可见吸收光谱及透射电镜对催化剂进行了表征.利用循环伏安法测定了催化剂对甲醇电催化氧化反应的活性.考查了Pt/Au原子比和活性炭载体的预处理方式对甲醇电催化氧化反应活性的影响.结果表明,Pt0.05^Au/C对甲醇氧化的催化性能明显强于Pt/C催化剂;Pt/Au原子比越小,其催化活性相对越高;与未处理的活性炭相比,经过HNO3和HCl处理的活性炭负载Pt0.05^Au后,其电催化活性有所降低.     

直接甲醇燃料电池PtSn/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性

采用低温固相反应法制备了直接甲醇燃料电池用PtSn/C阳极催化剂,采用XRD、TEM等测试方法对催化剂的晶体结构和粒径大小进行了表征. 结果表明:采用低温固相反应法制备的PtSn/C催化剂和Pt/C催化剂均表现为Pt的fcc晶体结构;Sn的加入导致Pt的晶胞参数增大;与同法所制Pt/C催化剂相比较,PtSn/C催化剂中金属Pt在碳载体上分布较均匀,金属粒子的粒径较小,平均粒径约为4.8 nm,从而具有更大的反应表面积. 电化学测试表明,对于甲醇电氧化,PtSn/C催化剂具有比Pt/C催化剂更强的催化能力.     

Electrocatalytic oxidation of ethanol and ethylene glycol on bimetallic Ni and Ti nanoparticle-modified indium tin oxide electrode in alkaline solution

Bimetallic Ni and Ti nanoparticle-modified indium tin oxide electrode(Ni–TiNPs/ITO) were prepared by a twostep ion implantation method, and their electrocatalytic activity toward the oxidation of ethanol and glycol was evaluated. The ion-implantation method is simple, low-cost and environmental friendly without the use of any binder. The Ni–TiNPs/ITO electrode were characterized by scanning electron microscopy(SEM), atomic force microscopy(AFM) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS). SEM and AFM showed that the nanoparticles on the Ni–TiNPs/ITO electrode had a small range of dispersion(10–20 nm) and high dispersion. Electrochemical performances were measured by cyclic voltammetry(CV) and chronoamperometrics. The Ni–TiNPs/ITO electrode exhibited much higher electrocatalytic activity and stability for ethanol and ethylene glycol oxidation than NiNPs/ITO.     

Adsorption and reaction of CO and O2 on the Ag/Pt(110) surface studied by photoemission electron microscopy

The Ag/Pt(110) model catalyst was prepared by evaporating silver on Pt(110). Adsorption and reaction of CO and O₂ on Ag/Pt(110) surface were studied in situ by photoemission electron microscopy (PEEM) during the pressure range of 10^-5——10^-2 Pa at 480 K. The Ag/Pt(110) surface consisted of Pt(110), AgPt interface and Ag area after annealing at 500 K. The dosing pressure of CO and O₂ had a larger influence on their adsorption on the Ag area than on the Pt(110) and AgPt interface. Small Pt clusters formed on the Ag area and AgPt interface, which had a stronger ability to adsorb CO than Pt(110) terrace. The existence of Ag had an obvious influence on the kinetic of CO oxidation on Pt(110). No pattern was observed on the AgPt interface under the same condition when the formation of reaction-diffusion waves occurred on Pt(110).     

Three-dimensional ordered macroporous platinum-based electrode for methanol oxidation

The attractive application of the direct oxidation methanol fuel cell (DMFC) in wide application areas, such as portable energy and stationary power suppliers, stimulates researchers to search for optimal anodic electrocatalysts for the oxidation of methanol. In prac- tical performance, the catalysts are generally dispersed as nanoparticles for conducting supports with high sur- face area for obtaining maximum catalyst utilization. Porous carbon is one of the well-known supports for the dispe…     

燃料电池用聚苯胺载Pt电极的制备及性能分析

利用恒电位法、循环伏安法和双电位阶跃法在聚苯胺修饰Pt电极上沉积Pt微粒,并用其制备了甲醇阳极氧化的催化电极.研究结果表明,此种电极对甲醇氧化具有很好的电催化活性,并有协同催化作用.对不同Pt微粒电化学沉积方式所得电极的电催化活性进行了比较.在其它条件都相同的情况下,恒电位法沉积Pt微粒所得复合电极的电催化活性最好,双电位阶跃法沉积Pt微粒所得复合电极的电催化活性最差.同时,沉积方式相同时,不同沉积条件对所得复合电极的电催化活性有一定影响.在所研究的范围内,恒电位-0.25 V,循环电位-0.25~0.65 V以及双电位阶跃在-0.25 V持续时间为100 s时所得电极的催化活性优于其它条件下所得复合电极的电催化活性.     

预沉淀法制备直接甲醇燃料电池的Pt-Fe/C阴极催化剂

用预沉淀法制备了炭载Pt—Fe（Pt—Fe／C）和炭载Pt（Pt／C）催化剂．发现Pt—Fe／C催化剂对氧还原的电催化活性比Pt／C催化剂高，但对甲醇氧化的电催化活性比Pt／C催化剂差．即使在电解液中有甲醇存在时，Pt—Fe／C催化剂对氧还原的电催化活性仍比Pt／C催化剂高．所以，Pt—Fe／C催化剂适合于用作直接甲醇燃料电池（DMFC）中的阴极催化剂．     

铂微粒修饰纳米二氧化钛电极对甲醇催化氧化的研究

在纳米二氧化钛膜上修饰铂微粒制得钛基纳米TiO2-Pt(Ti／nano-TiO2-Pt)复合催化电极．用循环伏安法和计时电位法研究了甲醇在Ti／nano-TiO2-Pt电极上电催化氧化．结果表明Ti／nano-TiO2-Pt电极对甲醇氧化具有高催化活性和稳定性．这是由于铂在纳米二氧化钛膜上有较好的分散性．铂微粒与纳米二氧化钛的协同作用．使电极不易中毒．