纳米Pd/MWCNTs催化剂的制备及其氧还原性能研究

开发高活性、高稳定性的氧还原催化剂对燃料电池和金属空气电池至关重要.本文以四羟甲基氯化磷(THPC)为还原剂,一步法制备了纳米Pd/MWCNTs催化剂.TEM表明纳米Pd在MWCNTs上均匀分布,平均粒径为3～4 nm.旋转圆盘电极(RDE)和旋转环盘电极(RRDE)结果表明纳米Pd/MWCNTs在酸性和碱性环境中均具...     

Pt基纳米粒子在直接甲醇燃料电池应用展望

贵金属Pt被认为是直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极催化剂不可缺少的活性组分,但纯Pt催化剂存在对甲醇催化电氧化反应迟缓、易中毒等缺点,且价格昂贵,限制了DMFC商业化广泛应用。采用纳米Pt基合金催化剂,利用其它组分的调节作用,即可提高催化剂对甲醇氧化的催化活性,又可提高Pt的抗中毒能力,还可降低成本。综述了PtRu、PtPd、PtAu、PtM(M=Fe,Co,Ni)等二元催化剂;Pt-Ru-MoOx,Pt-Ru-Ni等三元催化剂,及四元催化剂在直接甲醇燃料电池的应用研究,并对该领域做了简单的展望。     

M_cPt_s纳米催化剂的电催化氧还原性能

采用两步化学还原法合成不同Pt壳层厚度的M_cPt_s(M=Ni、Co、Cu和Ag)纳米粒子,用XRD、XPS和TEM测试分析粒子的结构和组成,动电位扫描法测试对氧还原反应的活性和抗甲醇性能。M_cPt_s纳米粒子为球形,平均粒径为35 nm,Pt壳层平均厚度约6 nm;相对于Pt/C,当M为Ni、Co时,氧还原活性提高,当M为Cu、Ag时,氧还原活性降低;Co、Cu和Ag为核芯,还可提高M_cPt_s/C的抗甲醇性能。     

燃料电池用钯基电催化剂的研究进展

介绍了化学还原法、交替微波加热原位还原法和溶剂热法等常用的钯(Pd)基催化剂制备方法,综述了各种形貌Pd、负载型Pd及合金Pd基阳极与阴极催化剂在燃料电池中应用的进展,以及协同作用使Pd基合金催化剂活性增强的机理.     

Pd修饰的钛电极制备及肼的电氧化

采用水热法制备了钯纳米颗粒修饰的钛电极(Pd/Ti).扫描电镜测试表明钯颗粒在钛基体表面构成三维多孔结构.运用循环伏安,电位阶跃和交流阻抗等电化学技术研究了碱性介质中,肼在Pd/Ti电极上的电氧化行为.循环伏安谱图显示,肼在Pd/Ti上的起始氧化电位在-0.90 V左右,肼浓度为40 mmol/L时氧化电流密度可达到2...     

功能化石墨烯载钯纳米花的制备及电催化甲酸氧化

通过溶液法合成了β-环糊精功能化的石墨烯(β-CD-rGO),以其为载体,利用电化学还原法制备了β-环糊精功能化石墨烯载Pd纳米花复合材料(Pd/β-CD-rGO)。运用X射线粉末衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱等对复合材料的组成、结构、形态进行表征,结果表明：实验成功制备了β-环糊精功能化石墨烯载Pd催化剂,且β-环糊精功能化的石墨稀改变了Pd纳米粒子的形貌。运用电化学方法考察了β-环糊精功能化石墨烯对Pd纳米粒子电催化性能的影响。结果表明,相对于Pd催化剂,β-环糊精功能化石墨烯载Pd催化剂表现出更高的催化活性和稳定性,前者归因于Pd的花状形貌,后者是由于β-环糊精功能化石墨烯与Pd纳米花之间的相互作用,减缓了Pd的迁移。     

PDDA对碱性介质中Pd/CNTs催化剂甲醇氧化性能的影响

以聚二烯二甲基氯化铵溶液(PDDA)修饰的碳纳米管(CNTs)为载体,利用微波辅助合成法制备了Pd/CNTs-PDDA电催化剂,考察了PDDA的引入对Pd在CNTs上的分散效果及电催化性能的影响。结果表明,PDDA的加入改善了Pd粒子的分散性,提高了甲醇氧化反应的电流密度,同时甲醇氧化起始电位也发生了一定程度的负移,动力学性能得到改进。     

磷掺杂碳纳米纤维管作为氧气还原电催化剂

采用苯酚、甲醛作为碳源,四苯基溴化膦作为磷源,阳极氧化铝(AAO)作为模板,通过硬模板和水热法制备了P掺杂碳纳米纤维管材料(P-CNFT).制备的P-CNFT具有较大的比表面积(1116.3 m2/g)和较大的孔容积(0.47 cm3/g).通过旋转环盘电极研究了P-CNFT在碱性电解液中的氧气还原电催化性能,研究表明...     

不同反应体系制备的Pt-Co/C催化剂的催化还原性能

用微波法在三种不同反应体系:蒸馏水、异丙醇、乙二醇中,制备三种Pt-Co/C催化剂,运用循环伏安和线性扫描的方法,测试了不同反应体系中制备的Pt-Co/C催化剂在H_2SO_4和HClO_4溶液中,有、无CH_3OH时,对O_2的电催化还原情况,并考察了不同反应体系制备的三种催化剂抗甲醇性能。由实验结果可知,三种不同反应体系制备的Pt-Co/C催化剂中,在乙二醇反应体系中制备的Pt-Co/C(3)催化剂对O_2电催化还原性能最好,同时具有较好的抗甲醇能力。     

无金属催化剂的设计及其电催化特性研究

非金属高聚物中聚苯胺和聚吡咯具有优越的光电特性,无污染、方便易得,具有广阔的发展前景和应用价值。以苯胺/吡咯为原料,CTAB为相转移催化剂,过硫酸铵为氧化剂合成聚苯胺/聚吡咯,经过无氧煅烧或浸泡掺杂等预处理后得到初产品,用扫描电子显微镜法(SEM)和能量散射X射线谱(EDX)测其形貌特征及其元素种类,之后按比例将高性能碳和PVDF混合后,再用NMP与其一起搅拌形成糊状后涂成电极,采用循环伏安法在不同的溶液中测定其电催化特性。实验表明硼元素的加入能改进导电聚合物的结构,使其能更容易地得到电子,从而提高其电催化性能。     

DMFC中电催化剂的研究进展

从阳极催化剂的开发和阴极催化剂的开发两个方面重点综述了直接甲醇燃料电池(DMFC)中电催化剂的研究进展.概述了甲醇电催化氧化机理.研究表明:阳极催化剂材料不仅可利用铂基二元或多元合金,而且可利用不含贵金属铂的电子导电混合氧化物,同时开发新的具有高活性和对甲醇无活性的氧还原反应非贵金属催化剂,应成为阴极催化剂研究的一个重要方向.     

氧电极催化材料的研究现状

主要综述了近几年燃料电池、金属-空气电池中氧还原反应(ORR)催化剂的发展状况,包括发展成熟的贵金属及合金;过渡金属复合氧化物、简单氧化物;过渡金属大环化合物以及双功能电催化剂研究现状。着重阐述了氧气在这些催化剂上的电化学还原机理,催化剂结构对ORR的影响。在贵金属及合金催化剂中,较详细地介绍了Pt-M合金催化剂中各种过渡金属M提高合金催化性能的理论机理,如“锚定效应”等;在过渡金属复合氧化物催化剂中,探讨了掺杂离子的变价作用增加氧气的活性吸附位、提高ORR速率的机理。     

DMFC用阴极抗甲醇催化剂

简单介绍了直接甲醇燃料电池(DMFC)的优点及目前研究中存在的主要技术问题,即电催化剂特别是阳极催化剂的活性不足和甲醇渗透问题。综述了DMFC使用的几种主要的阴极氧还原电催化剂的研究进展,着重对无定形的过渡金属族合物类电催化剂材料的研究状况进行了评述,认为该类催化材料的抗甲醇性能优良,但活性有待于进一步提高。     

质子交换膜燃料电池电极催化剂的研究进展

催化剂的研究对降低质子交换膜燃料电池(PEMFC)的成本及其发展具有重要意义。介绍了PEMFC中阳极催化剂和阴极催化剂的研究进展。并根据目前的研究现状,提出了开发低铂含量合金电催化剂,无铂金属大环螯合物,以及其他具有同时可传导电子和质子能力的新型聚合物或带有吡啶形式N原子的碳化微孔聚合物为载体的催化剂可能成为研究热点。     

改性壳聚糖金属螯合物的合成及电催化性能

以壳聚糖和2-吡啶甲醛为原料,合成了具有高螯合性能的2-吡啶甲醛缩壳聚糖(PYCS)。采用正交实验法研究并得到了缩合反应的最佳条件:溶胀温度为65℃,反应物配比(壳聚糖与2-吡啶甲醛的摩尔比)为1∶4,溶液pH值为6.0,反应时间为12h。最高缩合率为97.5%。并研究了2-吡啶甲醛改性壳聚糖(PYCS)对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)离子的静态螯合性能,以及介质种类、介质酸度、金属离子浓度和螯合时间对PYCS螯合金属离子能力的影响。对合成产物进行了红外光谱分析。将壳聚糖金属螯合物用作铝-空气电池阴极氧还原反应的催化剂,通过放电曲线的测试,研究了它们的氧还原电催化性能。     

四元甲醇氧化电催化剂的组合化学法筛选

采用组合化学法在一片碳纸上制备了220个不同组分的催化剂(称为组合催化剂库),各催化剂的组成是Pt、Ru、Sn和W4种金属的不同组合。以此载有组合催化剂库的碳纸作为阳极,用紫外激发荧光法对组合催化剂库中的所有组分进行高通量筛选,以期找到对于甲醇氧化活性较高的组分。结果发现,在组合催化剂库中,含铂的二元、三元和四元催化剂里均有活性高于铂的组分,Pt(44)Ru(56)、Pt(89)Sn(11)和Pt(45)Ru(33)Sn(11)W(11)的活性较高,其中,Pt(44)-Ru(56)活性最高,RuW二元组分的活性也高于纯铂。半电池和单体电池测量结果与组合化学方法的结果一致。     

聚合物电解质燃料电池中的酞菁催化剂

为了降低聚合物电解质燃料电池(PEFC)的成本,提高直接甲醇聚合物电解质燃料电池(DMFC)中正极催化剂对甲醇渗漏的不敏感性,开发全新的氧还原电催化剂以替代传统的铂(Pt)催化剂的工作正在展开。详细描述了金属酞菁类大环化合物(MPc)代替Pt在PEFC中作为氧还原电催化剂的使用和各种MPc构型及处理方法对氧还原电催化活性的影响。从理论上对MPc的氧还原电催化机理进行了介绍,并给出金属酞菁类化合物在PEFC中作为氧还原催化剂的使用方法。     

燃料电池氧电极催化剂的研究现状

燃料电池是一种环境友好的发电装置。氧还原反应阴极催化剂对燃料电池的性能起着非常关键的作用。因此,开发高效的氧还原催化剂一直是燃料电池工作者非常关注的课题。综述了近几年燃料电池阴极催化剂的研究进展,提出了存在的问题和可能的发展趋势。