基于Nano-Pt/PdNWAs复合电极的甲醛传感器的研究

运用循环伏安法将Pt纳米粒子电沉积到Pd纳米线阵列上,制备出Pt纳米粒子/Pd纳米线阵列复合修饰金电极,从而构建了一种新型的甲醛电化学传感器。并采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的形貌进行表征。利用循环伏安法和计时电流法对甲醛在此传感界面上的电化学行为进行了研究,结果表明,甲醛在该传感器上有较好的电化学响应。在0.02～1 mmol·L~(-1)范围内该甲醛的氧化峰电流与浓度有着良好的线性关系,其线性回归方程为:I(mA)=0.0124c(mmol·L~(-1))+7.8486e~(-5),相关系数为0.999,检测限为0.0067 mmol·L~(-1)。     

PS-b-PEO模板法制备Pt纳米线

以PS-b-PEO纳米孔膜为基体电极,采用电沉积技术制备了Pt纳米线,用扫描电化学显微镜(SECM)、扫描电镜(SEM)和X-射线能谱(EDS)分析法表征了基体电极和Pt纳米线。利用循环伏安法考察了Pt纳米线的电化学性能。实验结果表明,Pt纳米线对甲酸氧化表现出优异的电催化活性。此外,Pt纳米线具有良好的稳定性和重现性,可望用于实际样品中甲酸的测定。     

Pt纳米线阵列的氧还原催化性能

采用阳极氧化铝(AAO)模板法电化学沉积制备了Pt纳米线阵列(Pt NWs)氧还原催化剂, 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电化学测试对Pt纳米线阵列催化剂的形貌和电催化性能进行了表征. 循环伏安法(CV)研究表明Pt纳米线阵列催化剂的电化学活性面积大于其几何面积; 旋转圆盘电极(RDE)测试研究发现, 制备的Pt纳米线阵列催化剂的氧还原反应(ORR)曲线的半波电势相对Pt/C的有正移, 并且Pt纳米线阵列催化剂的极限扩散电流比Pt/C大.     

Pt微粒修饰纳米纤维聚苯胺电极对甲醇氧化电催化

以脉冲电流法制备的纳米纤维状聚苯胺(PANI)为Pt催化剂载体，用它制备了甲醇阳极氧化的催化电极Pt/（nano-fibular PANI）.研究结果表明, Pt/（nano-fibular PANI）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.在相同的Pt载量条件下， Pt/（nano-fibular PANI）电极比Pt微粒修饰的颗粒状聚苯胺电极Pt/(granular PANI)具有更好的电催化活性.此外， Pt的电沉积修饰方法同样影响Pt/（nano-fibular PANI）电极对甲醇氧化的催化活性.脉冲电流法沉积Pt形成的复合电极较循环伏安法电沉积得到的Pt复合电极具有更优异的催化活性.     

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.     

铁铂核壳纳米粒子修饰玻碳电极制备及对亚硝酸盐还原的电催化性能

通过循环伏安法（CV）在玻碳（GC）电极表面电沉积出分布较为均匀的纳米Fe粒子,制得纳米Fe粒子修饰的GC（纳米Fe/GC）电极,再经“电荷置换”制得具有Fe核Pt壳结构的纳米粒子修饰的（纳米PtFe/GC）电极。 SEM结果显示,纳米Fe/GC和纳米PtFe/GC表面粒子的形貌均呈立方体形,分布较为均匀,粒径在60 nm左右。 纳米PtFe/GC电极对亚硝酸盐的还原具有很高的电催化活性。 3种电极的电催化活性顺序依次为：纳米Fe/GC＜纳米Pt/GC＜纳米PtFe/GC。 相对于纳米Pt/GC电极,纳米PtFe/GC电极的起始还原电位（Ei）正移了0.14 V,还原峰电流（ip）增大了3倍。     

不同介质对Pt/GC电极制备及其性能的影响

应用循环伏安法(CV),扫描电子显微镜(SEM)和电化学原位红外反射光谱(in situFTIRS)研究了不同介质对碳载铂纳米薄膜电极(Pt/GC)的表面结构以及该薄膜电极对甲酸电催化氧化性能的影响.结果表明,使用不同介质的镀铂溶液,均可电沉积出分布较为均匀的Pt粒子,但其尺寸与形貌却相差很大.当以H2SO4作介质,由循环伏安法于玻碳电极上电沉积Pt得到的(Pt/GC1)电极,其Pt粒子粒径约100~200 nm;而在HClO4介质得到的(Pt/GC2)电极,则含有两种Pt微晶:其一是立方体形,粒径约200 nm,其二为菜花状,粒径约400 nm.电化学循环伏安和原位红外反射光谱测试指明,不同介质制备的Pt/GC电极对甲酸的电催化氧化均表现出与本体铂电极(Pt)相类似的特性,即可通过活性中间体或毒性中间体将甲酸氧化至CO2,但不同结构的Pt/GC电极具有不同的电催化活性.进一步以Sb或Pb修饰Pt/GC电极,不仅可以有效地抑制毒性中间体CO的生成,而且还能显著提高其电催化活性.比较本文研究的7种电极,其电催化活性顺序依次为:Sb-Pt/GC2>Pb-Pt/GC2>Pb-Pt/GC1>Sb-Pt/GC1>Pt/GC2>Pt/GC1>Pt.     

脉冲电沉积法制备Pt-TiO2 纳米管电极及其电催化性能

采用阳极氧化法在高纯钛片上原位组装TiO2纳米管阵列, 然后用脉冲电沉积方法将Pt沉积到TiO2纳米管阵列上, 制备出Pt-TiO2纳米管电极. 利用XRD和SEM对所获电极的微观结构和形貌进行表征, 结果表明, Pt纳米颗粒以花簇状分散在TiO2纳米管上, 晶粒大小约为25.6 nm. 对甲醇的电催化性能的研究结果表明, 脉冲电沉积制得的Pt-TiO2纳米管电极比TiO2纳米管电极和纯Pt片电极具有更高的电催化活性, 是Pt电极的40多倍.     

Pt纳米粒子修饰的多孔硅电极的制备及其电催化性能

通过循环伏安法电沉积使直径约为7 nm的Pt纳米粒子均匀地分散于多孔硅表面, 拟用作微型质子交换膜燃料电池的催化电极. 与刷涂法相比较, 电沉积Pt纳米粒子的多孔硅电极(Pt/Si)呈现出高的Pt利用率和增强的电催化活性. 当Pt载量为0.38 mg•cm−2时, 其电化学活性比表面积高达148 cm2•mg−1, 是刷涂相近质量的纳米Pt/C催化剂的多孔硅电极Pt-C/Si的2倍多；该修饰电极对甲醇氧化也呈现了增强的催化性能和好的稳定性, 在0.5 V(vs SCE)极化1 h后电流密度为4.52 mA•cm−2, 而刷涂了相近Pt量的Pt-C/Si电极的电流密度只有0.36 mA•cm−2.     

聚乙酰苯胺修饰碳纳米管载铂催化剂对甲醇电催化氧化

以原位化学聚合的聚乙酰苯胺/多壁碳纳米管(PAANI-MWCNTs)复合纳米材料作为载体,采用硼氢化钠还原法将Pt纳米粒子担载到PAANI-MWCNTs复合纳米材料表面,制备了Pt/PAANI-MWCNTs复合纳米催化剂.样品的结构和形貌用紫外-可见(UV-Vis)光谱、拉曼光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)进行了表征.结果表明,聚乙酰苯胺与碳纳米管之间存在较强的π-π相互作用,使其能牢固地吸附于多壁碳纳米管表面,对碳纳米管的结构完整性和导电性有一定的改善作用.同时,金属Pt纳米颗粒较为均匀地分散在PAANI-MWCNTs表面,粒径分布范围较窄.采用循环伏安法和计时电流法在酸性溶液中研究了Pt/PAANI-MWCNTs催化剂对甲醇的电催化氧化活性,结果表明Pt/PAANI-MWCNTs复合纳米催化剂比用混酸处理的碳纳米管载铂催化剂对甲醇呈现出更高的电催化氧化活性和更好的抗中毒能力及稳定性.     

SnO2-TiO2薄膜载体对Au-Pt纳米颗粒电化学性能的影响

采用真空镀膜法在玻碳(GC)电极表面修饰SnO2-TiO2薄膜, 在SnO2-TiO2/GC复合电极表面组装Au-Pt双金属纳米颗粒, 制得Au-Pt/SnO2-TiO2/GC复合电极. 通过循环伏安法(CV)研究了SnO2-TiO2薄膜载体对Au-Pt双金属纳米颗粒电化学性能的影响; 采用扫描电镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)对Au-Pt在SnO2-TiO2薄膜沉积的形貌及结构进行了表征. 研究结果表明, 10 nm的Au-Pt双金属纳米颗粒均匀地组装于SnO2-TiO2薄膜表面; SnO2-TiO2薄膜载体改善了复合电极抗CO中毒能力; Au-Pt双金属合金的形成提高了Pt 对甲醇氧化的电催化能力, SnO2-TiO2薄膜载体又使Pt纳米粒子d空轨道增多, 提高了Au-Pt双金属纳米颗粒的稳定性和催化性能.     

纳米结构的钯与金-钯薄膜的制备及其电催化活性

应用电位扫描法将Pd(II)离子沉积到玻碳电极表面,形成纳米结构的金属钯薄膜电极.然后在酸性溶液中控制适当的阴极电位,使该薄膜电极的钯吸收足量的活性氢,进而以吸收的氢作还原剂将Au(III)离子还原,制得Au-Pd双金属薄膜电极.扫描电镜、循环伏安法等测试表明,该电极Au-Pd沉积层对乙醇的氧化具有很高的电催化活性.     

基于石墨烯/Pd纳米粒子复合材料的甲醛传感器的研究

采用硼氢化钠常温一步还原法制备了石墨烯/Pd纳米粒子,以此复合纳米材料修饰玻碳电极为传感界面构建了一种新型的甲醛传感器。循环伏安法和计时电流法研究显示,在碱性条件下(0.1 mol/L KOH溶液),此传感器对甲醛有较好的电催化氧化作用。甲醛在4.0×10-4~5.3×10-3mol/L浓度范围内存在良好的线性关系,相关系数R=0.9934,检出限是1.3×10-4mol/L。     

单分散PtNi纳米粒子特殊的红外光学性能(英文)

采用电位置换反应以及化学还原法制备了单分散PtNi纳米粒子,循环伏安结果显示该纳米粒子在0.1mol·L-1硫酸介质中对CO的氧化表现出比本体Pt电极更好的电催化活性.以CO为探针分子,采用电化学原位红外光谱研究了PtNi纳米粒子上的特殊红外光学性能.结果表明,PtNi纳米粒子无论是在玻碳电极还是在金电极上,均表现出对称的双极谱峰,同时给出很强的增强效应.论文研究结果有助于进一步了解低维纳米材料特殊红外性能的本质.     

多壁碳纳米管负载铂立方体的制备及对乙醇电催化氧化性能

利用线性扫描电沉积的方法在玻碳电极或多壁碳纳米管表面制备出铂纳米立方体, 扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)结果表明, 铂立方体的尺度约为38 nm, 由Pt(111)择优取向的小粒子围成. 运用电化学循环伏安和电位阶跃技术研究了所合成的2种催化剂和商用碳载铂对乙醇氧化的电催化活性, 发现在2种铂纳米立方体上乙醇氧化的电催化活性和稳定性均高于商用碳载铂, 其起峰电位较商业碳载铂降低168 mV. 采用电化学原位红外光谱对比研究了铂纳米立方体和商用碳载铂对乙醇氧化的电催化过程, 发现铂纳米立方体起始氧化电位提前, 催化活性增强. 乙醇在该催化剂上更易转化为乙酸, 且表现出较强的CO吸附能力.     

立方体形Au_(core)-Pd_(shell)-Pt_(cluster)纳米材料对甲酸电催化的研究

应用晶种生长法制得金纳米立方体,Aucore-Pdshell和Aucore-Pdshell-Ptcluster电催化剂,通过改变溶液的H2PdCl4和H2PtCl6的用量以控制Pdshell的厚度和Ptcluster的覆盖度.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)观察了金纳米立方体的表面结构.利用循环伏安法(CV)研究了不同Pd层厚度的立方体形Aucore-Pdshell纳米粒子和不同Pt岛覆盖度的立方体形Aucore-Pdshell-Ptcluster纳米粒子对甲酸氧化的电催化性能.结果表明,与立方体形Aucore-Pdshell纳米粒子相比,"核-壳-岛"结构的立方体形Aucore-Pdshell-Ptcluster纳米粒子对甲酸的电氧化具有更高活性.当Pd壳层厚度为3层,Pt岛覆盖度为0.5时,电催化活性最高.     

四组分纳米结构复合电极的制备及电化学性能

在5 mmol/L H2 PtCl6的稀硫酸溶液中,采用循环伏安法(CV),扫描电位为～0.2～0.6V和0.0～0.6v,分别扫描30和15循环,在碳纳米管/纳米TiO2-聚苯胺复合膜上实现了Pt纳米粒子的高度有效分散,得到多壁碳纳米管/纳米TiO2-聚苯胺载铂四组分纳米结构复合电极,通过CV法和计时电位法并结合扫描电镜对复合电极的电化学性质和结构进行表征,研究了复合电极对葡萄糖的电催化氧化性能.结果表明,该复合电极对葡萄糖的电氧化有高催化活性,具有性能稳定、重现性好、抗毒化作用强、能耐高温、易保存且使用寿命较长的优点.     

葡萄糖在碳纳米管/纳米TiO2膜载Pt复合电极上的电催化氧化

用电化学循环伏安法和计时电位法研究了葡萄糖在碳纳米管／纳米TiO2膜载Pt(CNT／nano-TiO2／Pt)复合电极上的电催化氧化,结果表明,在碱性介质中CNT／nano-TiO2／Pt复合电极对葡萄糖的电氧化具有高催化活性,葡萄糖氧化峰电流密度高达13mA／cm^2,比铂电极上的增大一倍;复合电极性能稳定,抗中毒能力强,不易发生氧化振荡,是葡萄糖燃料电池和葡萄糖传感器的高活性催化电极。     

电化学方法制备高分散Pt/CMK-3及其对甲醇电化学催化性能

采用直接电化学还原法在介孔碳(CMK-3)载体上直接电沉积高分散的铂纳米颗粒,制备CMK-3复合铂纳米颗粒电极(Pt/CMK-3)。 通过透射电子显微镜分析发现,铂纳米颗粒非常均匀的分布在CMK-3上,平均粒径约5 nm。 通过循环伏安测试,分析了催化剂不同负载铂含量时氯铂酸的利用率,在理论铂质量分数为20%时,这种方法制备的Pt/CMK-3所使用的氯铂酸的利用率最高,在1 mol/L CH3OH+0.5 mol/L H2SO4溶液中循环伏安测试电流密度达到382 A/g。 在相同实验条件下,Pt/CMK-3电极对甲醇电催化活性远高于Pt/XC-72(炭黑)电极和用常规电沉积方法制备的Pt/CMK-3电极。     

单分散PtNi纳米粒子特殊的红外光学性能

采用电位置换反应以及化学还原法制备了单分散PtNi 纳米粒子,循环伏安结果显示该纳米粒子在0.1mol·L^-1硫酸介质中对CO的氧化表现出比本体Pt 电极更好的电催化活性. 以CO为探针分子,采用电化学原位红外光谱研究了PtNi 纳米粒子上的特殊红外光学性能. 结果表明,PtNi 纳米粒子无论是在玻碳电极还是在金电极上,均表现出对称的双极谱峰,同时给出很强的增强效应. 论文研究结果有助于进一步了解低维纳米材料特殊红外性能的本质.