金属掺杂复合催化剂对氧还原反应的电活性

将三聚氰胺与甲醛的聚合树脂产物与一定量的碳粉混合,在N2气氛中高温炭化后制得催化剂载体。将该催化剂载体与聚苯胺混合后,再分别加入Co(NO3)2·6 H2O、Fe Cl3·6 H2O或乙二胺,混合物在N2气氛下通过高温热处理制得氧阴极还原催化剂Fe/Co/N/M。采用扫描电镜、X射线衍射仪对催化剂进行了表征。利用循环伏安及旋转圆盘电极等电化学方法对催化剂的氧还原(ORR)性能进行了测试。结果表明,采用分步加入金属Fe和Co的方式得到的催化剂Fe/Co/N/M在碱性溶液中具有较好的ORR电催化活性,ORR电流密度(2 000 r/min)为8.4 m A/mg@-0.8 V(vs.SCE),ORR起始电位为-0.12 V(vs.SCE)。     

Fe3O4含量对Pt/C电催化剂氧还原活性的影响

研究了Fe3O4含量对Pt/C电催化剂氧还原活性的影响.采用共沉淀和乙酸乙酸预处理等方法制备了Fe3O4和碳包裹Fe3O4纳米粒子,并利用超声喷涂等方法制备了Fe3O4/C-P/C电极.X射线衍射(XRD)、透射电镜((TEM)结果表明:Fe3O4和碳包裹Fe3O4,纳米粒子分布均匀,粒径分别为11.2nm和14.3 ...     

钙钛矿型双功能氧电极催化剂的研究进展

双功能氧电极由于其在燃料电池、金属 空气电池、碱性水电解工业中的应用,长期以来一直是电化学领域中的研究热点。介绍了钙钛矿型双功能氧电极催化剂的晶体结构特点、常用的制备方法,以及在催化氧气还原反应和氧气析出反应的电催化机理等方面的研究进展概况,并对该类型催化剂及其在双功能氧电极中的应用进行了展望。     

磷酸浓度与温度对Pt/C催化氧还原反应的影响

采用旋转圆盘电极分析技术分析高温质子交换膜燃料电池中磷酸浓度和温度对Pt/C催化氧还原反应的影响。Pt/C催化氧还原反应的动力学电流密度和扩散极限电流密度随着磷酸浓度的增加逐渐减小,当磷酸浓度增至100%时,电流密度降为0,氧还原催化过程完全被抑制;而磷酸温度的升高则会使电流密度有所增加,但增量很小,不能满足实际应用的需要。磷酸浓度的增加对Pt/C催化氧还原反应具有严重的抑制作用,而温度变化的影响有限。     

新型炭载TM-N/C氧还原反应催化剂的研究进展

燃料电池氧化还原反应具有反应速度慢、反应途径多样性的不利特点,需在催化剂作用下才能进行。对铂基催化剂的依赖使质子交换膜燃料电池(PEMFC)成本过高,限制了其大规模商业应用。研究成本低廉、有良好的ORR催化活性、对电子反应途径有好的选择性、对甲醇有耐受性、良好的稳定性的阴极催化剂是PEMFC实现大规模商业化使用的关键。过渡金属TM-N/C催化剂是近几年兴起的一类氧还原反应催化剂,被认为是最有希望取代铂基催化剂的产品。从影响催化性能的因素、催化活性位两个方面综述了TM-N/C氧还原反应催化剂的研究发展状况。     

氧电极催化剂钙钛矿氧化物的制备及催化性能

采用无定形前驱体法,以苹果酸作络合剂,制备了La1-xCaxCoO3和La1-xSrxMnO3系列钙钛矿氧化物,运用差热分析(DTA)和X射线衍射分析(XRD),探讨了催化剂的制备条件,制备La1-xCaxCoO3的最佳pH值为3.0,煅烧温度为650℃,制备La1-xSrxMnO3的pH值影响不大,煅烧温度为600℃。电化学研究结果表明,La0.6Ca0.4CoO3和La0.8Sr0.2MnO3具有较好的催化活性。     

WO3对碳载EMD催化氧还原活性的影响

研究了助催化剂三氧化钨(WO3)对电解二氧化锰(EMD)催化性能的影响.通过球磨制备5种WO3含量的EMD复合催化剂,进行XRD、SEM和电化学性能测试.WO3影响了EMD的孔隙率,添加适量的WO3可改善EMD的催化性能.添加WO3催化剂的氧还原电位较未添加WO3催化剂提前0.02 V.当电压为-0.15 V时,EMD、( MnO2)33( WO3)0.7、(MnO2)33(WO3)1、( MnO2)33 (WO3)1.3及(MnO2 )33( WO3 )1.5的氧还原电流分别为:-0.21 mA、-0.35 mA、-0.85 mA、-0.53 mA和-0.08 mA,表明随着WO3添加量的增加,EMD的催化性能先提高,后下降.EMD、( MnO2)33( WO3 )0.7、( MnO2 )33( WO3)1、(MnO2)33 (WO3)1.3及(MnO2)33 (WO3)1.5制备的电池,放电平台分别为1.05 V、1.08 V、1.21 V、1.14 V和0.98 V;催化活性顺序为:(MnO2)33(WO3)1＞ (MnO2)33(WO3)1.3＞(MnO2)33(WO3)0.7＞EMD＞ (MnO2)33(WO3)1.5.     

掺杂LaNiO3型双功能氧电极的电化学性能

双功能氧电极由于在再生燃料电池和可充金属 空气电池中具有重要应用,因此是人们的研究热点。LaNiO3是钙钛型复合氧化物中唯一的金属型化合物,A位掺杂会造成晶格上有序化的氧空位增多,使电极性能下降,所以对于LaNiO3的掺杂改性研究很少。我们采用溶胶 凝胶法制备了一系列LaNi1-yCoyO3(y=0.0～1.0)型的B位掺杂的LaNiO3钙钛矿催化剂,并以活性炭为载体制备双功能氧电极。对催化剂进行了XRD结构分析,结果表明均为钙钛矿单相。采用三电极体系测试了氧电极的阴极极化和阳极极化的稳态极化曲线和循环伏安曲线。结果表明,B位掺杂可显著提高LaNiO3催化剂的电催化性能,其中LaNi0.8Co0.2O3的双功能电催化活性最好。     

不同Pt粒径的Pt/C的氧还原活性和稳定性

通过物理、电化学手段,对Pt粒径分别为1.5 nm、2.3 nm和3.3 nm的Pt/C催化剂的活性和稳定性进行了考察.经过500次电势扫描[0.6～1.2 V(vs.NHE)]后,3种催化剂的电化学活性面积(ECA)分别衰减为初始值的15%、19%和25%;扫描电势为0.9 V时,单位ECA的电流密度分别上升为初始值的1.84倍、1.40倍和1.34倍.     

合金化提高铂在PEMFC氧还原反应中的催化活性

用液相沉积-高温合金化法制备了铂基合金催化剂,用能量散射光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)技术对催化剂的结构进行了研究,并测试了使用此催化剂的质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能,结果表明铂基合金具有面心立方的结构,铂与过渡金属的原子比接近3∶1;制备的催化剂性能优越,具有比纯铂更强的电催化能力,催化剂活性由高到低的顺序是Pt-Cr/C→Pt-Co/C→Pt-Ni/C→Pt/C。讨论了合金元素对催化剂活性的强化作用,认为合金元素的引入减小了Pt-Pt原子间距,降低了Pt的d电子轨道占有率,提高了催化剂的性能。     

氧还原催化剂LaMn1-yCryO3的制备与性能

采用溶胶-凝胶法制备锌-空气电池用氧还原催化剂LaMn1-yCryO3(y=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5).XRD分析表明:合成的LaMn1-yCryO3样品具有钙钛矿型结构.TEM测试表明:样品的平均粒径有所不同,其中LaMn0.8Cr0.2O3的平均粒径较小(20 nm),分散程度好.以LaMn1-yCryO3为催化剂制备空气电极,极化特征测试结果表明:所制备的催化剂具有良好的氧还原电催化性能,且LaMn0.8Cr0.2O3电催化性能最佳,在电极电位为-200 mV(vs.Hg/HgO)时,输出电流密度为70 mA/cm2.     

ZIF衍生氧还原反应催化剂的研究进展

从沸石咪唑酯骨架材料(ZIF)衍生的含过渡金属催化剂出发,介绍ZIF衍生催化剂前驱体的制备和热解温度、气氛对催化剂的影响,总结ZIF衍生的铂和非贵金属催化剂材料用于氧还原反应(ORR)的研究进展.提出有关ZIF衍生ORR催化剂发展面临的实际应用挑战和活性位点探究问题.     

纳米级掺杂LaNiO3的氧还原性能

用溶胶-凝胶法制备双功能氧电极纳米级催化剂La0.6Ca0.4CoO3,LaNiO3,LaNi0. 9Fe0.1O3,L80.95Sr0.05Ni0 9Fe0.1O3,用XRD技术对催化剂进行表征,并采用稳态极化曲线考察不同催化剂的氧还原催化活性.结果表明,纳米级钙铁矿型催化剂LaNi0.9Fe0.1O3和La0.95Sr0.05Ni0 9Fe0.1O3具有良好的氧还原催化活性.     

阴离子膜燃料电池阴极非贵金属催化剂研究进展

与质子交换膜燃料电池相比,阴离子交换膜燃料电池不仅能显著提高阴极氧还原反应(ORR)动力学,而且可采用非贵金属催化剂大幅降低成本和减少极板腐蚀,成为新能源领域中的研究热点。对阴离子膜燃料电池中阴极非贵金属氧还原催化剂的研究进展进行了详细评述,在此基础上提出杂原子掺杂的多孔纳米碳材料和以其为载体担载合金化的非贵金属是阴离子交换膜燃料电池阴极催化剂今后的发展方向。     

非负载Pt纳米颗粒催化剂的电催化氧还原性能研究

制备了一种非负载型Pt催化剂,对其研磨并用氢气进一步还原处理。通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了催化剂形貌,利用循环伏安(CV)和线性扫描伏安(LSV)方法测试电催化性能。SEM结果表明,Pt黑容易聚集在一起形成较大颗粒的二次粒子。TEM结果表明,催化剂结构多样,平均粒径较小。研磨或含氢气体处理后样品发生严重团聚。电化学测试结果表明,催化剂的起始还原电位高于商业催化剂,具有较高的氧还原活性。各种表征测试结果表明改善分散性是提高该催化剂性能的关键因素。