脉冲电沉积Pd-Ni合金纳米颗粒及其甲酸电催化氧化

采用方波脉冲方法,在钯镍合金电解液中成功地电化学沉积出镍原子含量分别为12.0%、16.4%和22.6%的钯镍合金纳米颗粒. 钯镍合金纳米颗粒为球状,粒径50 ~ 80 nm. 随钯镍合金生长电位负移,合金的镍含量提高,其纳米颗粒大小基本相似但纳米颗粒数目增多,交联度提高和真实活性面积增大. 钯镍合金纳米颗粒镍含量提高,在硫酸溶液中其氢弱吸附峰电流增大. 钯镍合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化活性较好,随合金纳米颗粒的镍含量提高和交联度增加,合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化稳定性更高.     

Ni-B非晶态合金电极上乙醇的电氧化及其动力学参数的测定

应用循环伏安法研究了碱性介质中Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极和化学镀Ni-B非晶态合金微盘电极上乙醇的电催化氧化. 结果表明, Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极和化学镀Ni-B非晶态合金微盘电极对碱性溶液中乙醇的氧化均具有很高的电催化作用, 且前者的电催化氧化活性高于后者. 运用稳态极化曲线测定了Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上乙醇的电催化氧化动力学参数. 与高择优取向(220)镍电极比较, 碱性介质中Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上乙醇的电催化氧化速率显著提高. 采用循环伏安法测定的Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上Ni(OH)2的质子扩散系数高出文献报道的镍纳米线电极和表面化学镀Co的球形Ni(OH)2粉末电极约2个数量级.     

辐射状钯纳米花的可控合成及其电催化性能的研究

水体系中,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和L-精氨酸为表面活性剂,抗坏血酸还原PdCl42-,制得了直径范围在50~80 nm之间的辐射状钯纳米花.实验表明,CTAB和L-精氨酸对辐射状钯纳米花的形成起着协同作用.此外,还研究了辐射状钯纳米花对甲酸氧化的电催化活性.在0.5 mol/L H2SO4+0.5 mol/L HCOOH溶液中的循环伏安结果表明,辐射状钯纳米花修饰电极在酸性溶液中电催化氧化甲酸的峰电流密度约为101 mA/mg,明显优于实心钯纳米粒子修饰的电极(峰电流密度为50 mA/mg),且表现出较高的稳定性.     

Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上甲醇的电催化氧化

应用循环伏安法研究了碱性介质中Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上甲醇的电催化氧化.结果表明,Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极表现出很高的甲醇氧化电催化活性,较之高择优取向(220)的镍电极,其氧化起始电位负移了0.04V;氧化电流密度约大2个数量级,根据稳态极化曲线测定,与高择优取向(220)镍电极相比较,在Ni-B非晶态合金纳米粉末微电极上,Ni(Ⅲ)与甲醇反应和Ni(Ⅱ)氧化为Ni(Ⅲ)及其逆反应的速率常数依次约大2个、3个和3个数量级.     

电催化甲酸氧化中钯微粒与聚苯胺的相互作用

采用电化学、ＸＰＳ和拉曼光谱研究钯微粒修饰聚苯胺（ＰＡＮ（Ｐｄ）电极对甲酸氧化的电催化行为。由于钯与ＰＡＮ的相互作用，钯微粒在所研究的电位区间可稳定地固定于ＰＡＮ中，且甲酸在钯上的氧化明显地抑制ＰＡＮ的氧化降解，使ＰＡＮ（Ｐｄ）电极电催化甲酸氧化反应具有高的稳定性和活性。     

高分散镍-硼/纳米多孔铜非晶态合金电极上葡萄糖的电催化氧化

通过酸腐蚀去合金法处理热扩散制备的铜基表面铜锌合金得到纳米多孔铜(NPC)材料. 以NPC为载体,采用超声辅助化学镀制备Ni-B/NPC合金电极. X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表明Ni-B/NPC电极呈现由高分散纳米颗粒组成的非晶态结构. 计时电流法(CA)结果表明化学镀5 min制备的Ni-B/NPC电极具有最大的电化学活性表面积(EASA). 循环伏安法(CV)结果表明,与块状镍电极相比,碱性介质中在Ni-B/NPC电极上葡萄糖起始氧化电位负移39 mV,氧化峰电流提高了18.9倍. 采用线性扫描伏安法(LSV)、CA和电化学阻抗谱(EIS)测定Ni-B/NPC电极对葡萄糖电催化氧化的电子转移系数(β)、电催化氧化反应速率常数(k)和葡萄糖的扩散系数(D)等动力学参数. 结果表明高分散Ni-B/NPC非晶态合金电极对碱性介质中葡萄糖的氧化具有较高的电催化活性和稳定性.     

炭载Pd-Pb合金纳米粒子对甲酸电催化氧化的影响

通过浸渍还原方法制备了具有不同化学计量比的炭载Pd-Pb合金纳米粒子催化剂. XRD和TEM测试结果表明, Pd-Pb合金纳米粒子的晶格常数随Pb元素含量的增加而增加, 相应的粒子尺寸随Pb元素含量的增加而减小. 循环伏安、CO溶出和计时电流等电化学测试结果表明, 炭载Pd-Pb合金纳米粒子催化剂对甲酸氧化的电催化活性随Pb含量的增加而降低.     

Pd/石墨烯复合材料的制备及电催化甲酸和甲醇性能研究

通过电解高纯石墨棒的方法制备氧化石墨,将氧化石墨在超纯水中超声,形成稳定的氧化石墨烯分散液。以氧化石墨烯分散液和氯化钯作为前驱体,采用一步电沉积法制备Pd/石墨烯纳米复合材料。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及紫外可见分光光度计(UV-vis)对物质的表面形貌及物相组成进行表征分析。用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)研究了Pd/石墨烯催化剂对甲酸和甲醇的电催化氧化活性。结果表明:与纳米钯修饰电极相比,Pd/石墨烯修饰电极对甲酸及甲醇的电催化氧化活性有了极大的提高。     

纳米钯催化剂对甲醇的电催化氧化

采用水热法,以甲醛作还原剂还原Pd2+-EDTA络合物,制得钛基纳米钯颗粒电极(nanoPd/Ti).扫描电子显微镜(SEM)显示,纳米钯颗粒直径约为60 nm,形成三维立体网状结构.在碱性溶液中,循环伏安及交流阻抗测试分别表明:nanoPd/Ti电极对甲醇氧化有极高的阳极电流、较低的起始氧化电位和较强的抗CO毒化能力.在nanoPd/Ti电极上甲醇电氧化反应的阻抗值较低,增加甲醇浓度,电极阻抗更低.电极对甲醇氧化具有极好的电催化活性.     

一种新型的甲酸/铁离子燃料电池

以甲酸为燃料、 Fe³⁺为氧化剂组成了一种新型的甲酸/铁离子燃料电池, 阳极催化剂为多壁碳纳米管(MWCNT)或β-环糊精修饰的MWCNT(β-CD-MWCNT)负载的金属钯或钯锡纳米颗粒: PdSn/MWCNT, Pd/β-CD-MWCNT和PdSn/β-CD-MWCNT. 运用循环伏安(CV)和计时电流(CA)等技术研究了各催化剂在碱性条件下对甲酸氧化反应的电催化活性. 结果表明, 加入适量的金属锡能促进钯对甲酸的电催化氧化, 甲酸氧化电位提前, 电流密度增加; 环糊精的改性对催化剂电催化活性有一定提升. 将上述催化剂制成电池阳极片, 碳粉制成电极阴极片, 组成甲酸/铁离子燃料电池并测试其放电性能. 结果表明, 电池的开路电压在0.981.20 V之间; 以PdSn/β-CD-MWCNT为阳极时, 其最大放电电流密度达50 mA/cm², 最大功率密度达12.6 mW/cm², 远优于以Pd/C为阳极的电池性能.     

Pd-Cu/C上甲酸根电催化氧化及其去合金化效应

以柠檬酸钠为稳定剂,通过一锅法在乙二醇体系中制得高分散的Pd-Cu/C二元合金催化剂. 用高分辨透射电镜和XRD观察、表征其形貌和结构,经重复循环扫描对Pd-Cu/C催化剂进行去合金化处理,研究了去合金效应对甲酸根电催化氧化性能的影响. 通过吸附CO的原位ATR-IR光谱测量,初步探讨了去合金前后催化剂表面结构的改变. 研究表明,Cu的去合金化可提高Pd-Cu/C电极初始的电催化氧化活性,但不利于其长时间的活性保持;合金化Pd-Cu/C电极电催化稳定性有显著的优势.     

Ni-P-TiO2化学复合镀层电极的乙醇电催化氧化

于Ni-P镀液添加TiO2颗粒,用化学镀法在黄铜基底上制备不同TiO2含量的Ni-P-TiO2复合镀层电极.采用循环伏安法、线性扫描法、计时电流和交流阻抗法测定Ni-P-TiO2/Cu电极的电化学性能.结果表明:常温下Ni-P-TiO2/Cu电极在碱性溶液中对乙醇氧化有很高的电催化活性;Ni-P-TiO2电极上乙醇的电催化氧化活性随镀层TiO2量的不同而异;镀液中TiO2含量为5 g.L-1时,所得电极的电催化乙醇氧化的活性最佳.     

Au-Pd/石墨烯和Au-Pd/碳纳米管催化电化学氧化甲酸（英文）

利用化学还原法合成了石墨烯和碳纳米管负载的Au-Pd纳米粒子.石墨烯负载的Au-Pd纳米粒子(AuPd/G)的粒径远小于碳纳米管负载的Au-Pd纳米粒子(Au-Pd/CNTs)的粒径,且Au-Pd纳米粒子在复合材料上分布均匀.与碳纳米管负载的Au-Pd纳米粒子催化剂相比,石墨烯负载的Au-Pd催化剂对甲酸的催化显示出更好的电催化活性,结果表明作为Au-Pd纳米粒子的基底,石墨烯可以明显提高Au-Pd纳米粒子的电催化活性.在0.1mol/L H_2SO_4中,该纳米修饰电极对甲酸有良好的电催化作用,甲酸在电极上的氧化动力学过程为扩散控制过程.     

中空介孔三氧化钨微球载钯催化剂的甲酸氧化电催化性能(英文)

采用喷雾干燥法和焙烧处理制备中空介孔三氧化钨微球(HMTTS),在其表面进一步负载活性成分Pd,得到纳米Pd/HMTTS复合催化剂.采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等对催化剂的形貌和晶型结构进行了表征.结果表明,Pd纳米粒子为面心立方晶体结构,均匀地分布在HMTTS表面.采用循环伏安和计时电流法研究了在酸性溶液中Pd/HMTTS催化剂对甲酸的电催化氧化性能,结果表明Pd/HMTTS催化剂比普通的三氧化钨载钯催化剂(Pd/WO3)对甲酸呈现出更高的电催化氧化活性和稳定性.HMTTS独特的中空介孔结构和表面特性以及氢溢流效应有利于甲酸在钯表面的直接脱氢氧化过程的发生.     

还原氧化石墨烯@泡沫镍载CoO纳米花电极制备及催化CO2性能

本文以氧化石墨烯包覆泡沫镍电极(GO@NF)作为基底,采用水热法在GO@NF基底上原位生长CoO纳米花,同时GO在水热过程中被同步热还原为还原氧化石墨烯(RGO),从而一步制得还原氧化石墨烯包覆泡沫镍负载CoO纳米花电极(CoO/RGO@NF)。使用XRD和SEM对CoO/RGO@NF电极进行表征,发现CoO纳米花均匀生长在泡沫镍三维网络结构上,CoO纳米花为大量针状纳米棒围绕一个中心而成的花状结构,纳米棒的长度约为10 ~ 15 μm,直径约为100 ~ 200 nm。使用循环伏安和线性扫描法测试了CoO/RGO@NF电极电催化CO₂的还原性能,在-0.76 V（vs. SHE）电位下,CoO/RGO@NF电极电催化CO₂还原的电流效率达到70.9%,产甲酸法拉第效率达到65.2%,甲酸产率为59.8 μmol·h^-1·cm^-2,且电极可持续稳定电催化还原CO₂ 4 h,表明CoO/RGO@NF电极对CO₂电还原有着优良的催化活性、选择性和稳定性。     

周期性长程有序介孔钯催化剂用于高效甲酸氧化催化

正钯催化剂因在较低电位下直接氧化甲酸的高活性和较好的耐CO中毒特性等优势,是发展高性能甲酸燃料电池的关键材料之一~(2,3)。为了实现低催化剂用量条件下优异的甲酸电催化性能,合理设计钯催化剂的纳米结构,使其实现高电化学活性表面积和丰富的催化活性位点,是发展高性能钯催化剂的关键。众多研究致力于引入孔结构增加钯催化剂的电化学活性面积,     

中空介孔三氧化钨微球载钯催化剂的甲酸氧化电催化性能

采用喷雾干燥法和焙烧处理制备中空介孔三氧化钨微球(HMTTS),在其表面进一步负载活性成分Pd,得到纳米Pd/HMTTS复合催化剂. 采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等对催化剂的形貌和晶型结构进行了表征. 结果表明,Pd纳米粒子为面心立方晶体结构,均匀地分布在HMTTS表面. 采用循环伏安和计时电流法研究了在酸性溶液中Pd/HMTTS 催化剂对甲酸的电催化氧化性能,结果表明Pd/HMTTS 催化剂比普通的三氧化钨载钯催化剂(Pd/WO₃)对甲酸呈现出更高的电催化氧化活性和稳定性.HMTTS独特的中空介孔结构和表面特性以及氢溢流效应有利于甲酸在钯表面的直接脱氢氧化过程的发生.     

碳纳米管上原位沉积钯-钴-镍纳米颗粒及其对乙醇氧化的电活性

以水合肼为还原剂,在水和乙醇的混合溶液中制备多壁碳纳米管(MWCNT)负载的纳米镍(Ni/MWCNT)和纳米镍钴(Ni-Co/MWCNT)颗粒,然后将它们分别与氯化钯溶液反应,形成的钯纳米颗粒原位沉积在MWCNT表面,从而得到MWCNT负载的PdNi/MWCNT和Pd-Ni-Co/MWCNT催化剂。SEM和TEM图像显示,MWCNT上的催化剂颗粒是由5~10 nm的小颗粒团聚而成的30~100 nm的大颗粒,三金属催化剂的粒径比双金属的粒径小,在MWCNT上的分散度更高。ICP和EDS分析显示,Pd直接还原并包覆在纳米镍和纳米镍钴表面;采用循环伏安和计时电流技术,研究了催化剂在碱性溶液中对乙醇氧化的电催化活性,结果表明,Pd-Ni-Co/MWCNT催化剂对乙醇氧化具有强的电催化活性,乙醇氧化对应的峰电流密度达101.8 m A·cm~(-2),并且催化剂催化活性稳定。     

PdCu合金纳米晶体的制备和电催化活性研究

改变表面活性剂1-十八烯（ODE）和油胺（OLA）或油酸（OA）的配比,以1,2-二羟基十六烷二醇作还原剂同时还原乙酰丙酮铜Cu(acac)2和乙酰丙酮钯Pd(acac)2一步法制备了单分散的球形和米花形的PdCu纳米粒子.透射电子显微镜和XRD等结构表征表明,两种形状的PdCu纳米粒子均为（111）面占优的合金纳米晶体,其平均粒径分别为12.7 ± 0.18 和 20.4 ± 0.31 nm.电化学循环伏安法（CV）测定了两种PdCu合金纳米粒子对甲酸氧化的电催化活性.结果表明,在球形PdCu纳米粒子上得到的甲酸氧化峰电流密度约为米花状纳米粒子（PdCu-B）上的5.6倍.同时,前者显示出了更好的抗CO毒化能力.计时电流测量也表明,球状PdCu纳米粒子比米花状纳米粒子有更好的电催化稳定性能.     

PdCo/RGO催化剂对甲酸的氧化电催化性能

采用硼氢化钾还原法制备了石墨烯负载PdCo催化剂(PdCo/RGO),对催化剂进行了结构形貌表征并考察了其对甲酸氧化的催化性能.表征结果表明催化剂形成了立方面心结构的PdCo合金纳米颗粒.与Pd/RGO催化剂相比,PdCo/RGO催化剂上Pd颗粒团聚现象明显改善,平均粒径大大减小且分散性更好.电化学性能测试结果表明,相比于Pd/RGO催化剂,不同比例的PdCo/RGO催化剂具有不同的甲酸氧化电催化活性和稳定性;其中2Pd1Co/RGO性能最佳,最大甲酸氧化峰电位负向移动约60mV,电流密度增大到2.2倍.PdCo/RGO催化剂催化性能优异,显示了很好的甲酸阳极催化剂应用前景.