变压加载对直接甲醇燃料电池阳极性能的影响（英）

为评价直接甲醇燃料电池（DMFC）阳极的稳定性,利用扫描电化学显微镜和常规电化学技术,研究了变压加载过程中DMFC阳极性能的变化。结果表明,在探针扫描过程中,经不同电压加载后的DMFC阳极表面的扫描电流呈相似的锯齿状分布。当阳极加载2 h,随加载电位升高,扫描峰电流的数量减少,对应峰电流的数值则先增大再减小,表明阳极的催化活性处于不均匀分布状态且随加载时间延长和加载电位升高而逐渐降低。在不同加载电位下,随加载时间延长,循环伏安曲线上的正向和反向电流峰先负移再正移,但抗CO性能持续降低。DMFC阳极在0.6 V下分别加载16 h和72 h后,催化剂粒径由3.4 nm分别增大到3.6 nm和4.4 nm。在0.8 V下加载72 h后,Pt/Ru重量比由2.0增加到3.9。变压加载使催化活性的不均匀分布加剧催化剂粒径长大,Ru流失加快,从而导致阳极催化性能衰减。     

变压加载对直接甲醇燃料电池阳极性能的影响（英文）北大核心CSCD

为评价直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极的稳定性,利用扫描电化学显微镜和常规电化学技术,研究了变压加载过程中DMFC阳极性能的变化。结果表明,在探针扫描过程中,经不同电压加载后的DMFC阳极表面的扫描电流呈相似的锯齿状分布。当阳极加载2h,随加载电位升高,扫描峰电流的数量减少,对应峰电流的数值则先增大再减小,表明阳极的催化活性处于不均匀分布状态且随加载时间延长和加载电位升高而逐渐降低。在不同加载电位下,随加载时间延长,循环伏安曲线上的正向和反向电流峰先负移再正移,但抗CO性能持续降低。DMFC阳极在0.6V下分别加载16h和72h后,催化剂粒径由3.4nm分别增大到3.6nm和4.4nm。在0.8V下加载72h后,Pt/Ru重量比由2.0增加到3.9。变压加载使催化活性的不均匀分布加剧催化剂粒径长大,Ru流失加快,从而导致阳极催化性能衰减。     

变压加载对直接甲醇燃料电池阳极性能的影响（英文）

为评价直接甲醇燃料电池(DMFC)阳极的稳定性,利用扫描电化学显微镜和常规电化学技术,研究了变压加载过程中DMFC阳极性能的变化。结果表明,在探针扫描过程中,经不同电压加载后的DMFC阳极表面的扫描电流呈相似的锯齿状分布。当阳极加载2h,随加载电位升高,扫描峰电流的数量减少,对应峰电流的数值则先增大再减小,表明阳极的催化活性处于不均匀分布状态且随加载时间延长和加载电位升高而逐渐降低。在不同加载电位下,随加载时间延长,循环伏安曲线上的正向和反向电流峰先负移再正移,但抗CO性能持续降低。DMFC阳极在0.6V下分别加载16h和72h后,催化剂粒径由3.4nm分别增大到3.6nm和4.4nm。在0.8V下加载72h后,Pt/Ru重量比由2.0增加到3.9。变压加载使催化活性的不均匀分布加剧催化剂粒径长大,Ru流失加快,从而导致阳极催化性能衰减。     

碳载PtSn催化剂上乙醇电氧化的原位时间分辨红外光谱研究

采用调变的多元醇法制备了高分散碳载PtSn催化剂(PtSn/C),XRD测试结果表明金属粒子的平均粒径为2.2 nm,略小于Pt/C催化剂,而晶格参数相对增大。通过电化学原位时间分辨红外光谱研究了乙醇在PtSn/C催化剂上的吸附和氧化过程,表明线性吸附态CO(CO_L)是主要的乙醇解离吸附物种,导致催化剂中毒,阻止反应继续进行;当电位增大到0.3 V时,出现了乙醛和乙酸的红外吸收峰,作为乙醇解离吸附的竞争反应,乙醛和乙酸的生成有效抑制了催化剂中毒,随着电位的增大和时间的延长,生成乙酸的选择性增大;电位进一步增大至0.4 V时有微弱CO₂吸收峰出现,是乙醇电氧化的最终产物,主要来自于CO_L的氧化消耗。根据实验结果讨论了PtSn/C催化剂上乙醇的电催化氧化机理。     

胶体金纳米颗粒的表面等离子体发射特性

利用电化学方法制备出粒径为20-80 nm的胶体金纳米颗粒。研究其荧光发射光谱特性,在485nm处观察到表面自由电子集体激发导致的表面等离子体共振发射峰,其位置不随激励光波长的变化而移动。当激励光波长为485 nm时,观察到最强的发射峰。在240和640 nm处,还观察到倍频发射峰和3/4分频发射峰。增加金纳米颗粒粒径,观察到发射谱的峰值增大而发射峰的位置只有很小的红移。     

用微米级LaNi5为催化剂生长的碳管的ESR谱研究

用微米级LaNi₅合金粉末为催化剂, 以乙炔为原料, 采用化学气相沉积(CVD)法合成了多壁碳纳米管. 在100~290 K温度下测量了41 μm≤d≤150 μm粒径催化剂制备的不同直径分布的碳纳米管的电子自旋共振（ESR）谱,研究了测量温度、微米级催化剂粒径及制备过程的氢气氛对生成的碳纳米管的ESR谱线型、g因子、线宽的影响. 发现碳纳米管的g因子随其直径的增大而增大,分别为2.040 0（催化剂粒径41 μm≤d≤50 μm, 碳纳米管的直径分布为10 nm到20 nm）和2.089 8（催化剂粒径100 μm≤d≤150 μm,碳纳米管的直径分布为70 nm到120 nm）. 发现小管径纳米管的ESR谱图有一个峰, 而大管径纳米管的ESR谱图有两个峰A和B, 且随测量温度的升高, 峰B强度增大.     

磁场对碳纸上磁电沉积的AuPt颗粒性能的影响

AuPt纳米颗粒是一种催化锂空气电池空气电极上氧气还原反应和氧气析出反应的双功能催化剂．在电沉积制备AuPt颗粒的过程中施加了磁场,恒电流沉积条件下,随着磁场强度的增加,AuPt催化剂颗粒的粒径从1 μm减小到200 nm,同时催化活性增大．垂直于电场方向的磁场有助于提高AuPt/C空气电极的催化能力．使用脉冲电沉积,结晶粒径可减小至约100 nm．通过调节电场和磁场参数,可原位制备具有不同形貌、不同组成和催化性能的AuPt催化剂．     

柔性ITO衬底电化学沉积制备Cu/Cu2O薄膜

研究了使用电化学沉积法于碱性条件下在柔性ITO衬底上制备Cu/Cu₂O薄膜的方法。循环伏安曲线表明Cu₂O与Cu的阴极峰分别位于-500 mV(vs Ag/AgCl)和-800 mV(vs Ag/AgCl)附近。利用循环伏安法考察了生长温度和电解液pH值等对Cu₂O与Cu阴极峰电位的影响,阴极峰随生长温度的升高以及pH值的降低而略向阳极移动,沉积电流也随之相应增大。与弱酸性条件相比,上述两个阴极峰随pH值升高而移动的程度明显减小,这可能与碱性条件下C₃H₆O电离程度增大以及C₃H₆O根作为配体的过量程度有关。通过X射线衍射光谱和扫描电子显微镜的表征证实,在所研究的生长温度区间和pH值内可利用电化学沉积法在柔性ITO衬底上制备Cu/Cu₂O纳米混晶薄膜。在相同的生长温度和pH条件下,电化学沉积电位对样品表面形貌和晶体性质具有较大影响。     

表面合金电催化剂上甲酸氧化的原位FTIR反射光谱研究

运用原位红外反射光谱(FTIRS)和电化学循环伏安法(CV)研究了甲酸在三种不同电极上的电催化特性。结果表明甲酸在碳载铂电极(Pt/GC)上的电催化氧化机理与本体铂电极(Pt)相类似,即可以通过活性中间体或毒性中间体氧化至CO_2。Pt/GC对甲酸的氧化比Pt具有更高的电催化活性。Pt/GC表面以Sb吸附原子修饰的电极(Sb-Pt/GC)上,甲酸氧化的起始电位(E;)提前至-0.10V,氧化电流峰电位(Ep)提前至0.34V,氧化峰电流(jp)值增加了7.28倍,半峰宽(FWHM)为0.30V。同样,Surface al-loy/GC电极上,E_I为-0.12V,E_p为0.32V和j_p为7.25mA·cm~(-2),相对Pt/GC分别负移了0.22,0.02V和增大了8.15倍,半峰宽(FWHM)为0.5V。表明Sb-Pt/GC和Surface alloy/GC电极不仅能够有效地抑制毒性中间体CO的生成,而且还可以显著地提高其对活性中间体的氧化的电催化活性。     

PtRhSn/GN催化剂上甲醇电催化氧化的原位红外光谱研究

通过多元醇还原法制备了石墨烯(GN)负载的Pt及Pt基多元催化剂:Pt/GN,PtRh/GN,PtSn/GN,PtRhSn/GN。循环伏安研究表明,Rh的加入提升了Pt基催化剂的甲醇电催化氧化活性,而Sn的加入明显降低了甲醇在Pt基催化剂上的过电位,起始氧化电位负移106mV。电化学原位红外光谱研究进一步表明,Rh和Sn的加入使得Pt基催化剂对甲醇氧化的起始氧化电位负移;Rh的加入使得CO谱峰强度增大,而Sn的加入明显降低了CO谱峰强度。三元催化剂PtRhSn/GN很好的综合了Rh和Sn的电子效应及协同效应特点,相比于Pt/GN催化剂,起始氧化电位负移60mV,且活性达到其1.57倍。     

n型多孔硅光致发光研究

对在无光照条件下,电化学阳极腐蚀方法制备的n型多孔硅进行了光致发光性能研究.在325nm的激发光照射下,多孔硅样品的发光峰在620nm处,其橙红色的发光肉眼可见,并随阳极电流密度与腐蚀时间乘积的增加.先增强,后减弱.其发光峰位置与量子限制效应、表面态及缺陷态有关,发光强度与样品表面深度较浅孔洞所占的面积比成正比.     

Pd修饰Cu电极的电化学CO_2还原（英文）

利用微分电化学质谱和电化学原位衰减全反射红外光谱技术探究了Cu和CuPd催化剂上CO_2和CO的电化学还原行为.红外光谱观察到了生成甲醇、甲烷与乙烯的CH_x中间物种.在CuPd电极CO_2还原过程中,红外光谱的CO吸附峰起始电位比Cu正移大约300 mV,说明CuPd能够有效促进CO_2还原;CO饱和溶液中,Cu和CuPd电极CO起始吸附电位基本相同;两电极上CO谱带出现的电位与CO_3~(2-)的谱带降低的电位基本相同,说明C O的吸附需要CO_3~(2-)的脱附.利用电化学在线质谱发现在CuPd电极上CO还原产生CH_4和CH_3OH的起始电位比Cu电极正移约200 mV.推测催化活性的提升可能是由于Pd的引入改变了Cu的d能带,且Pd吸附更多的H,从而促进CO_2还原,使CO能够与H结合并被深度还原.     

无表面活性剂Pt和PtRu纳米粒子制备及其甲醇氧化活性

利用一种简单的方法制备不含任何表面活性剂并具有高甲醇氧化活性的Pt和PtRu纳米电催化剂. 以CO为还原剂, CO和多壁碳纳米管(MWCNT_s)为保护剂和载体,通过一步反应得到沉积在多壁碳纳米管上Pt纳米粒子,在制备过程中无需使用任何有机溶剂或表面活性剂. 利用循环伏安法和计时电流法表征了所合成催化剂的甲醇氧化活性,甲醇氧化的峰电位(ca. 0.9 V vs. RHE)处的电流密度和比质量电流高达11.6 mA/cm² 和860 mA/mg_Pt. 在Pt/MWCNT_s表面电沉积Ru后,催化剂在低电位处的甲醇氧化活性得到提高,其在0.5和0.6 V的稳态比质量电流分别达到了20和80 mA/mg.     

纳米TiO_2∶Zn薄膜电极紫外光电特性研究

采用sol-gel法制备了Zn2 掺杂的锐钛矿相纳米TiO2薄膜电极.通过光电流作用谱和电流-电位(I-U)曲线研究了掺杂不同浓度Zn2 的TiO2薄膜电极的光电特性.由光电流作用谱可知,Zn2 的掺杂可显著影响薄膜电极的光电流大小,且掺杂的最佳浓度与薄膜晶粒尺度有关.在320nm单色光照射下,掺杂浓度(摩尔浓度)为0.1%的薄膜电极光电流最大,与未掺杂的本征薄膜电极相比增幅达40%.I-U曲线表明,光照下,随电极电位由正到负逐渐降低,不同掺杂浓度的TiO2薄膜电极中均出现了阳极电流向阴极电流转换的现象,且Zn2 掺杂浓度可影响电极阳极电流的初始电位.另外,无光照的暗态下,各薄膜在负电位区域观察到了相似的随电位降低而迅速增大的阴极暗电流.     

从银电极上氢析出的温度效应得到的反应动力学启示

利用循环伏安法研究了多晶银电极在0.1 mol/L HClO₄溶液中氢析出反应的温度效应. 发现当从析氢起始电位负向扫描至零电荷电位(-0.4 V)时,氢析出反应的表观活化能(E_a,app)和指前因子(A)均随着电势的负移而增大(对应的E_a,app从24 kJ/mol增大至32 kJ/mol).继续负向扫描至零电荷电位以后,E_a,app随电势的负移而减小但A不随电势变化. 推测E_a,app和A在零     

石英衬底阳极氧化铝膜的制备及其光致发光的研究

报道了用15wt％H2SO4为电解液,在恒温0℃,40V电压条件下制备阳极氧化铝膜,用原子力显微镜观察其形貌,表明在简单条件下在石英衬底上制备了致密的氧化铝微晶膜。研究了不同电压条件下制备的氧化铝膜的常温光致发光,并监测了其激发光谱,发现其常温光致发光相对强度和发射峰位置与阳极氧化电压关系密切,有相对强度变小和发射峰位置红移的趋势,在40V电压条件下出现了356nm新的发射峰,而其不同的发射峰激发光谱都为210nm,说明其来源存在关联。详细分析了40V电压下的阳极氧化铝膜中出现的356,386nm近紫外发射,并认为其发光来源于与F心和F^ 心有关的氧缺陷。     

多孔硅拉曼光谱随激发功率变化的研究

用阳极氧化法新制备了多孔硅样品,以457．5nm固体激光器为激发光源,在不同激发功率下,获得了拉曼谱图和一些谱峰参量随激光功率的变化关系。解释了520cm^-1和300cm^-1附近拉曼峰随功率变化的一系列可逆的实验现象：随激光功率升高出现的红移和非对称性展宽,主要是由于样品局域平均粒径变小而受量子限域效应的影响导致的;样品局域平均粒径在表面上的二维减小与随激光功率升高而导致的局域温升并不违背基本的热力学定律;高功率时520cm^-1附近双峰的出现是由于多孔硅样品局域平均粒径达到一定阈值而导致的纵模和横模双声子模的分裂。     

Te/TeO2-SiO2复合薄膜的吸收和非线性光学特性研究

应用分光光度计测量Te/TeO₂-SiO₂复合薄膜的透射光谱和吸收光谱, 在480nm附近观察到Te颗粒引起的等离子体共振吸收峰; 采用Z扫描技术研究了共振(激发波长为532 nm)和非共振情况下(激发波长1064 nm) 不同电位制备薄膜的Te颗粒状态与复合薄膜的三阶非线性极化率的关系. 基于有效介质理论对复合薄膜的三阶非线性效应进行分析, 研究Te颗粒大小对Te/TeO₂-SiO₂复合薄膜的非线性光学性质的影响及其产生机理. 结果表明薄膜制备过电位增大, Te的粒径减小, 颗粒数量多, 颗粒分布趋于均匀, 使得金属颗粒的表面等离子体共振峰红移, 吸收强度增强, 导致三阶非线性光学效应增强, χ⁽³⁾由1064 nm的5.12×10^-7 esu增大为532 nm的8.11×10^-7 esu. 关键词： 碲 二氧化碲 复合薄膜 三阶非线性     

纳米TiO2∶Zn薄膜电极紫外光电特性研究

采用sol-gel法制备了Zn2+掺杂的锐钛矿相纳米TiO2薄膜电极.通过光电流作用谱和电流-电位（I-U）曲线研〖WTBZ〗究了掺杂不同浓度Zn2+的TiO2薄膜电极的光电特性.由光电流作用谱可知，Zn2+的掺杂可显著影响薄膜电极的光电流大小，且掺杂的最佳浓度与薄膜晶粒尺度有关.在320nm单色光照射下，掺杂浓度（摩尔浓度）为0.1％的薄膜电极光电流最大，与未掺杂的本征薄膜电极相比增幅达40％.I-U曲线表明，光照下，随电极电位由正到负逐渐降低，不同掺杂浓度的TiO2薄膜电极中均出现了阳极电流向阴极电流转换的现象，且Zn2+掺杂浓度可影响电极阳极电流的初始电位.另外，无光照的暗态下，各薄膜在负电位区域观察到了相似的随电位降低而迅速增大的阴极暗电流.     

Co/AAO纳米有序阵列复合结构的光致发光和光吸收特性

以草酸电解液制备的高度有序的纳米级多孔阳极氧化铝(AAO)为模板,采用交流电化学沉积工艺合成了Co/AAO纳米有序阵列复合结构。分别研究了AAO模板和Co/AAO结构的光致发光和光吸收特性。结果表明,AAO模板在350～550nm范围内存在较强的光致发光带,其峰位在395nm处;Co/AAO纳米有序阵列复合结构的光致发射峰位亦在395nm处,且发光峰强度随Co沉积量的增加而迅速减弱。实验发现,Co/AAO纳米有序阵列复合结构的光吸收边从近紫外至近红外的波段范围内发生大幅度红移,最大红移量甚至超过380nm。文章定性分析并解释了Co/AAO纳米有序阵列复合结构吸收边大幅度红移及其光发射峰位不变、而峰强减弱的主要原因。