Pt掺杂纳米Ni-Pt/C的制备及其电催化氧化甲醇性能

采用溶胶凝胶法制备了用于阴离子膜直接甲醇燃料电池阳极的Ni基双金属Ni-Pt/C催化剂(Pt的质量分数为5%),采用循环伏安法测试了催化剂电催化氧化甲醇的活性,并用XRD、TEM和XPS表征了金属粒子的微观形貌、晶型、表面元素,以考察催化剂制备过程中还原剂用量等工艺条件对纳米金属微观形貌及甲醇电氧化性能的影响。结果表明,所制得的Ni-Pt金属粒子直径为4~6 nm,属面心立方(fcc)晶型,粒子表面的Pt、Ni原子数比高于其内部;随着还原剂用量的增加和煅烧温度提高,催化剂活性呈先增高后降低的变化趋势,最佳还原剂用量为理论值的1.2倍,最佳煅烧温度为400℃,Ni、Pt前驱体同时加入制得的合金型Ni-Pt催化活性最高。     

两种纳米铂电极电催化氧化甲醇的性能比较

采用热解法和电化学沉积法两种方法,在洁净的FTO导电玻璃上沉积纳米铂,用于甲醇的直接电催化氧化.利用SEM、XRD手段对这两种纳米铂催化剂形貌和结构进行了表征,并用电化学方法分析它们的稳定性和对甲醇电催化氧化的活性.实验结果表明,用热解法制备的纳米铂致密地分布在FTO导电玻璃上,而通过电化学沉积方法制备的纳米铂微粒在FTO导电玻璃上分布均匀,其粒径随还原沉积时间的增加逐渐增大,到一定程度会形成团聚.在电极稳定性和对甲醇电催化氧化活性方面,电化学沉积制备的纳米铂催化剂优于热解制备的纳米铂催化剂.     

Pt羰基簇合物途径制备的Pt/C催化剂对甲醇的电催化氧化

通过Pt羰基簇合物在N2气氛下于150℃热分解制得了无定形的碳载纳米Pt催化剂。发现甲醇在这种催化剂上氧化的起始电位和峰电位均比在传统的液相还原法制得的Pt／C催化剂上发生了,负移,峰电流也有明显的增加,且稳定性好。表明通过Pt羰基簇合物热分解制备Pt／C催化剂是一种较好的制备甲醇氧化电催化剂的方法。     

碱性介质中Co掺杂的Pt/C电催化氧还原的性能

采用溶胶法制备了用于阴离子膜直接甲醇燃料电池的Pt-Co/C阴极电催化剂,并用X射线衍射、X射线能谱和透射电镜技术对催化剂进行了表征.结果表明,制备的Pt-Co合金颗粒分布均匀,粒径为2～6 nm,其组成与前驱体中相应金属的原子数比基本吻合.用电位线性伏安扫描法测试电化学活性及抗甲醇性.结果显示,随着碱性的增加,氧还原起始电位降低,峰电流减小,催化活性降低;相同碱性电解液中不同原子数比例的Pt-Co/C催化剂活性以Pt80Co20/C的活性最佳,其催化活性和抗甲醇性比Pt/C有显著提高,在0.1 mol/L KOH溶液中其峰电流密度达到95 mA/mg.     

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。     

Pt粒子的粒径大小对甲醇电催化氧化性能的影响

Pt是直接甲醇质子交换膜燃料电池最有效的催化剂 ,由于Pt的价格昂贵 ,资源稀少 ,因此 ,目前的研究主要集中在如何提高催化剂的化活性 ,降低催化剂的载量[1] .从理论上讲 ,在指定反应物和催化剂物种的情况下 ,为了提高表观电流密度 ,必须增加催化剂的比表面积 ,即要减小Pt粒子的大小 ,因此 ,以前的研究认为Pt粒子越小 ,催化剂表面积越大 ,催化剂拥有更多的活性中心 ,应该对甲醇的电催化氧化有利[2 ] .然而 ,Frelink等人[2 ] 研究不同粒径大小的Pt/C催化剂对甲醇的电催化氧化活性时发现 ,在 1～ 4 5nm范围内 ,随着Pt粒子粒径的增加 ,Pt/C…     

现场红外透射方法研究甲醇水溶液体系在Pt-Ru上的电催化氧化过程

用电化学方法制备了Pt Ru催化剂,并对甲醇电氧化的催化效果进行了电化学测试;着重利用现场红外透射光谱方法研究了甲醇在Pt Ru电极上的电催化氧化过程以及催化剂中Ru组分的含量对甲醇电氧化的影响.发现当w(Ru)=13%时未测到有害中间产物CO,但w(Ru)=9%时则出现线性吸附CO的红外吸收峰,从而影响其催化活性.进一步认识了Pt Ru催化剂对甲醇电氧化的催化机理.     

铂钴修饰聚乙酰苯胺复合膜对甲醇的电催化氧化

采用循环伏安法在石罨电极表面合成铂钴微粒修饰的聚乙酰苯胺复合膜电极(Pt-Co/PAANI/C),并分别用XRD与SEM对样品的成分与形貌进行表征.SEM研究表明:铂钴颗粒在聚乙酰苯胺膜上具有很高的分散度,且颗粒大小均匀,电极的比表面积大大提高.考查了复合膜电极在酸性介质中对甲醇的电催化氧化行为,结果表明:与Pt-Co/C电极相比,Pt-Co/PAANI/C电极对甲醇的催化氧化呈现出更好的电催化活性和稳定性.     

改性碳纳米管负载贵金属Pt纳米粒子及其对甲醇电催化氧化

采用浓硝酸回流法对碳纳米管进行预处理,然后以其为载体在微波辐射加热的条件下合成了Pt/CNTs催化剂,并对其进行了EDX、TEM 和XRD表征.对样品的电化学表征结果表明,改性碳纳米管负载的贵金属铂催化剂对甲醇电氧化具有较好的电催化性能.     

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.     

甲醇阳极氧化Pt-Ru催化剂双中心机理动力学

根据文献报道的极化实验数据,回归出活化能值并修正了动力学参数,定量分析了吸附态甲醇Mad、COad、OHad三种中间产物的覆盖率,讨论了其在不同温度和甲醇浓度下与超电势的理论关系,并计算出基于吸附-反应动力学的极化曲线。结果表明,COad覆盖率CθO虽小,但其变化规律对动力学行为影响最大;超电势较小时速率控制步骤为吸附态甲醇的电化学分解,超电势较高时则转为甲醇在Pt上的活化吸附,中等超电势时为无速率控制步骤的过渡阶段。理论极化曲线与所报道的极化实验数据很好相符,但在高甲醇浓度及高超电势下出现偏差,这很可能是产物CO2气泡影响变大所致。     

促进型Pt/C类催化剂对甲醇的电氧化作用

研究了硅钼酸、磷钨酸促进型Pt／C类催化剂对甲醇的电氧化作用．采用循环伏安法和线性伏安法考察了催化剂的制备方法、添加剂、甲醇浓度、反应温度等因素对催化剂活性的影响,并用XRD和EDS技术对催化剂进行表征．结果表明：Mo含量(质量分数)为7．87％的Pt—Ru—Mo／C催化剂的活性为Pt—Ru／C商品催化剂(E—TEK)活性的1．65倍;添加硅钼酸和磷钨酸可以使得活性组分的分散度提高,从而显著提高催化剂的活性和抗毒性能．     

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.     

Fe3+掺杂对TiO2光催化氧化甲醇的影响

用改进的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe^3 掺杂的TiO2光薄膜电极,并将其应用到甲醇光电氧化中．当掺杂Fe^3 的质量分数为0．25％、焙烧温度为400℃时光催化氧化甲醇的效果最好,通过SEM,XRD,UV等手段的表征,进一步验证了掺杂对一定粒径范围内的纳米TiO2粒子有效．     

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.      

玻碳基Pt/C/NH4NiPO4复合电极电催化氧化乙醇

以磷酸二氢铵、氢氧化钠和四水合乙酸镍为原料,聚乙二醇-400为模板剂,应用X-射线粉末衍射法(XRD)和循环伏安法考察低温固相反应合成NH₄NiPO₄·H₂O材料的最佳反应条件,在反应时间为4 h、反应温度70 ℃、氢氧化钠用量为n_乙酸镍:n_氢氧化钠=4:1时易得到较完整晶体材料,并应用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)及热重差热分析(TG-DTA)对产品进行表征. 实验表明将产物应用到Pt/C电催化电极中,玻碳基Pt/C/NH₄NiPO₄复合电极的电催化乙醇性能明显比石墨基Pt/C电极、石墨基Pt/C/NH₄NiPO₄复合电极优越,氧化电流较大,氧化电位降低,且具有一定的电容量,氧化电流可瞬间增加,是电催化乙醇电极潜在的特色电极.      

碱性介质中仲丁醇在铂电极上的吸附和电氧化

运用电化学循环伏安、原位FTIR反射光谱和电化学石英晶体微天平等方法研究了碱性介质中仲丁醇在Pt电极表面吸附和电氧化行为.结果表明:碱性介质中仲丁醇在Pt电极上电催活性比酸性介质的低,但其自毒化现象较不明显.目前实验条件下,原位FTIR反射光谱检测到,碱性介质中仲丁醇电氧化的最终产物是CH3CH2COCH3,反应中间体主要为CH3CH=CHCH3和CH2=CHCH2CH3.从电极表面质量定量变化的角度提供了仲丁醇反应机理的新数据.     

碱性溶液中次亚磷酸根离子在铂和镍电极上氧化的比较

用SNIFTIRS和循环伏安法研究0．1mol/L Na0H溶液中次亚磷酸根离子在铂和镍两种电极上的电氧化行为．结果表明次亚磷酸根离子在两种金属上的氧化明显不同，在Ni上氧化产物是HP03^-，在Pt上电位较负时氧化产物是P03^2-，而电位较正时产物是P04^3-．讨论了在两种金属上次亚磷酸根离子氧化反应的差别和相应的可能机理。