十六烷基二苯醚二磺酸钠表面化学性质及胶团化作用

用滴体积法通过表面张力的测定, 系统地研究了十六烷基二苯醚二磺酸钠(C₁₆-MADS)在不同温度(298.0～318.0 K)和不同NaCl浓度(0～0.50 mol•L^-1)下的表面活性. 结果表明, 温度升高使C₁₆-MADS溶液的临界胶束浓度(cmc)略有增大, 表面极限吸附量(Γ_∞)降低. cmc随NaCl浓度的增大从1.45×10^-4 mol•L^-1降至4.10×10^-5 mol•L^-1, 但最低表面张力(γ_cmc)基本不受影响. 在298.0 K与303.0 K时, NaCl浓度的增大, Γ_∞增大; 在308.0、313.0与318.0 K时, NaCl浓度的增大, 出现了Γ_∞从2.27 μmol•m^-2降低至1.41 μmol•m^-2的“反常”现象. 胶团形成自由能(ΔG_m⁰)随温度和NaCl浓度增加负值增大(－63.98～－76.20 kJ•mol^-1), 胶团的形成主要是熵驱动过程.     

金属间化合物PtSb对乙醇的电催化氧化性能

采用氩弧熔炼和热处理方法获得PtSb有序金属间化合物材料. 用循环伏安和计时电流技术进行电化学性能测试. 在含有0. 25 mol•L^-1 CH₃CH₂OH的硫酸溶液中, 通过对乙醇电氧化的起始电位和电流密度大小的比较发现, PtSb金属间化合物具有良好的催化乙醇氧化性能. 利用XRD和XPS技术分析了晶体结构和电子结构. 采用不同扫描速率下的循环伏安技术得到乙醇氧化的电子交换系数(α), 发现C₂H_{5OH在PtSb催化剂表面上反应时的α远远大于在Pt电极表面的.}     

异烟酸在碱性溶液中金电极上的现场表面增强振动光谱研究

应用表面增强红外吸收光谱法、循环伏安法和微分电容法研究了0.1 mol•L^－1 KClO₄和0.1 mol•L^－1 KCl碱性化溶液(pH 10)中, 异烟酸(INA)在Au电极表面的吸附取向和结构. 结果表明: －0.5～0.2 V (vs. SCE)间INA阴离子(INA^－)通过其羧酸根上的两个氧原子垂直吸附在Au电极表面; 特性吸附Cl^－对上述吸附结构无实质影响. 进一步的表面增强拉曼光谱的测试表明即使在－0.8～－0.5 V, 极少量吸附的INA^－很可能仍维持上述基本构型.     

四磺酸基酞菁钴对于光滑Pt电极上氧还原过程的影响

将大环化合物四磺酸基酞菁钴(CoTSPc)加入到电解液中, 研究了其对Pt阴极催化氧还原以及耐甲醇性能的影响. 实验结果发现, 这种影响与加入到溶液中的CoTSPc的浓度有关, 当溶液中加入CoTSPc的浓度为0.09 mmol•L^－1时, Pt电极催化氧还原的电流基本不变, 而有效抑制了甲醇在阴极的氧化, 使甲醇氧化的峰电流值下降79.7%.     

丝印电极法体外筛选黄嘌呤氧化酶抑制剂方法研究

建立丝印电极快速筛选黄嘌呤氧化酶(XO)抑制剂的新方法. 利用丝网印刷技术制作一次性使用的丝印碳糊电极, 采用吸附法将羧基化的多壁碳纳米管(MWNTs)修饰在电极表面, 建立测定尿酸(UA)的简单快捷的计时电流分析方法, 将该法应用于XO抑制剂的体外筛选. 在0.3 V (vs. Ag/AgCl)的工作电位下, UA在MWNTs修饰的丝印电极上产生灵敏的响应电流, 响应时间30 s, 测定UA的线性范围为2～300 μmol•L^－1, 线性方程为Y (μmol•L^－1)＝43.8240X (μA)－0.1592, r＝0.9998, 最低检出限为1 μmol•L^－1. 用该法对4种中药水提物进行了筛选, 相对空白对照组, 桑寄生500 μg•mL^－1浓度组有显著性差异. 该法简单、快速, 电极制作成本低, 所需仪器简单, 适用于体外大量筛选XO抑制剂.     

H2O2-鲁米诺-荧光素钠-K2CO3高灵敏化学发光法测定二氧化碳

在碱性介质中, CO₃^2－对H₂O₂氧化鲁米诺化学发光反应具有重要作用, 荧光素钠对该反应具有很强的增敏作用. 据此, 建立了化学发光法测定二氧化碳的新方法. 方法的线性范围为1.0×10^－10～5.0×10^－6 mol•L^－1 CO₃^2－, 检出限为 1.2×10^－11 mol•L^－1 CO₃^2－ (相当于5.3×10^－10 g•L^－1 CO₂). 该方法用于室内外空气中二氧化碳含量的测定, 相对标准偏差1.8%～2.1% (n＝11), 加标实验回收率97.6%～101.4%. 论文还探讨了反应的发光机理, 发光反应很可能是由溶液中的CO₃^2－与H₂O₂作用而产生的活性自由基引发, 荧光素钠对发光的增敏作用为化学能量转移过程.     

高CO耐性的金属间PtBi纳米片用于甲醇电氧化

我们通过热注入的方法制备了一种高CO耐性的金属间PtBi纳米片。所制备的金属间PtBi纳米片在甲醇氧化反应(MOR)中展现出优异的催化性能和良好的稳定性能，最大的质量活性高达4.09 A·mg_Pt^-1，接近商业Pt/C的3.2倍。计时电流-时间(I-t)稳定性测试之后，活性仅仅衰减5.7%，远低于商业Pt/C。CO吸附-脱附(CO-Stripping)曲线和循环伏安演变(CV-Evolution)曲线证实了金属间PtBi纳米片高的CO耐受性。     

含磷酰杂菲苯甲酸对苯二酯的聚集诱导发光增强性能及其在检测过渡金属离子中的应用

有机化合物因成膜以后荧光淬灭而使其应用受到很大限制, 所以研究、开发能在聚集状态下呈现优异发光性能的新材料就尤为重要. 由于分子间π-π和极性共同相互作用, 使得磷酰杂菲环的转动受到限制, 从而使苯甲酸-2-[6-氧化-6-氢-二苯基(c,e)＜1,2＞氧杂磷酰基]-1,4-二羟基苯二酯(OP)在达到一定规整聚集程度时, 荧光强度成倍增加, 具有了聚集诱导发光增强(AIEE)性质. 实验结果表明: 浓度低于1×10^－6 mol•L^－1 的OP会失去AIEE性质; 浓度为1×10^－4 mol•L^－1的Hg^2＋, Fe^2＋和 Fe^3＋会分别淬灭浓度为1×10^－5 mol•L^－1 OP荧光强度的26%, 34%, 74%, 而Pb^2＋, Zn^2＋, Cd^2＋, Co^2＋, Mn^2＋, Cu^2＋, Ni^2＋, Ag^＋等离子的淬灭效率却很低, 这一性质表明该化合物可以用作过渡金属离子的特异性检测材料.     

电沉积三维多孔Pt/SnO2薄膜及其对甲醇的电催化氧化

在高电流密度下以阴极析出的氢气泡为“模板”电沉积三维多孔Sn薄膜, 经在200 ℃ 2 h和400 ℃ 2 h热处理氧化后电沉积金属Pt, 制得三维多孔的Pt/SnO₂ (3D-Pt/SnO₂)薄膜. 通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了薄膜的形貌和结构. 结果显示Pt主要沉积在SnO₂枝晶上, 形成Pt_shell/SnO_2core结构的枝晶. 在0.5 mol•dm^－3 H₂SO₄＋1.0 mol•dm^－3 CH₃OH溶液中的循环伏安结果表明, 3D-Pt/SnO₂薄膜电极在酸性溶液中电催化氧化甲醇的性能优于电沉积的纯铂电极, 而且具有较高的稳定性.     

载铂Sr(Zr1－xYx)O3－δ-TiO2异质结光催化剂模拟太阳光催化产氢

利用光化学还原法制备载铂Sr(Zr_1－xY_x)O_3－δ-TiO₂ (Pt-SZYT)异质结光催化剂, 采用XRD, SEM, UV-Vis, PL对催化剂的形貌及性能进行表征. 以工业有机污染物草酸为电子给体, 模拟太阳光下光催化产氢为探针, 评价了催化剂的活性. 研究了载铂量、草酸浓度对催化剂产氢活性的影响, 并探讨了Pt-SZYT催化剂产氢活性与光致发光(PL)性能的关系, 以及催化剂的连续使用效果. 结果表明: 模拟太阳光条件下, Pt-SZYT催化剂具有良好稳定的光催化产氢活性, 催化剂的最佳载铂量为0.90 wt%. PL分析表明Pt-SZYT的光催化产氢活性越高, 其荧光强度越弱. 草酸50 mmol•L^－1, 催化剂用量1.0 g•L^－1时, 催化剂(w＝0.90%) Pt-SZYT-70的平均产氢速率为1.68 mmol•h^－1.     

Electrocatalytic mechanism and kinetics of SOMs oxidation on ordered PtPb and PtBi intermetallic compounds: DEMS and FTIRS study

The electrocatalytic activities and mechanisms of PtPb and PtBi ordered intermetallic phases towards formic acid, formaldehyde and methanol oxidation have been studied by DEMS and FTIRS, and the results compared to those for a pure polycrystalline platinum electrode. While PtPb exhibits an enhanced electrocatalytic activity for the oxidation of all three organic molecules when compared to a Pt electrode, PtBi exhibits an enhanced catalytic activity towards formic acid and formaldehyde oxidation, but not methanol. FTIRS data indicate that adsorbed CO does not form on PtPb or PtBi intermetallic compounds during the oxidation of formic acid, formaldehyde and methanol, and therefore their oxidation on both PtPb and PtBi intermetallic compounds proceeds via a non-CO(ads) pathway. Quantitative DEMS measurements indicate that only CO(2) was detected as a final product during formic acid oxidation on Pt, PtPb and PtBi electrodes. At a smooth polycrystalline platinum electrode, the oxidation of formaldehyde and methanol produces mainly intermediates (formaldehyde and formic acid), while CO(2) is a minor product. In contrast, CO(2) is the major product for formaldehyde and methanol oxidation at a PtPb electrode. The high current efficiency of CO(2) formation for methanol and formaldehyde oxidation at a PtPb electrode can be ascribed to the complete dehydrogenation of formaldehyde and formic acid due to electronic effects. The low onset potential, high current density and high CO(2) yield make PtPb one of the most promising electrocatalysts for fuel cell applications using small organic molecules as fuels.     

Electrocatalytic activity of ordered intermetallic phases for fuel cell applications

The electrocatalytic activities of a wide range of ordered intermetallic phases toward a variety of potential fuels have been studied, and results have been compared to those of a pure polycrystalline platinum (Pt(pc)) electrode. A significant number of the ordered intermetallic phases exhibited enhanced electrocatalytic activity when compared to that of Pt, in terms of both oxidation onset potential and current density. The PtBi, PtIn, and PtPb ordered intermetallic phases appeared to be the most promising electrocatalysts tested thus far for fuel cell applications. PtPb, in particular, showed an onset potential that was 100 mV less positive and a peak current density approximately 40 times higher than those observed for Pt in the case of methanol oxidation. The ability to control the geometric and electronic structures of the electrocatalytic material by using ordered intermetallic phases has been shown to be a promising direction of inquiry in the search for superior electrocatalysts for fuel cell applications.     

金属间化合物PtBi对甲酸的电催化氧化

从 1839 年 Grove 首次提出了燃料电池理论, 并 证实了氢/氧燃料电池能直接把化学能转化为电能 以来, 氢/氧燃料电池迅速发展起来。但是由于氢气 在储存、运输以及供应方面存在很多难以克服的困 难, 而有机分子的重整制氢成本太高以及电池构造 复杂等因素[1,2], 使得人们将目光     

CTAB对H2O2氧化抗坏血酸反应动力学的影响

H₂O₂氧化抗坏血酸H₂A的反应为一复杂过程,其过程可用下面可逆连续反应来描述:HA－＋H₂O₂ A,本文用热导式热量计研究了该复杂反应在25 ℃和pH=7的磷酸缓冲溶液(离子强度μ=0.1 mol•L^－1)以及在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)存在下的反应动力学, 获得了不同CTAB浓度下该复杂反应的表观动力学参数k₁、k₂和k_－1.研究结果表明,表面活性剂CTAB单体分子对反应参数k_－1影响不大, 但却能催化第一步正向反应使k₁变大,而使k₂减小; 在临界胶束浓度cmc附近k₁达到最大值,随后又降低；低浓度胶束对k_-1影响不大,而使k₂增大；高浓度胶束则使k_-1增大而使k₂减小. 低浓度CTAB胶束对的活性影响不大, 而高浓度CTAB胶束将较显著地促进的歧化过程, 减缓的氧化过程. 胶束的静电效应、疏水效应和局部浓聚效应是影响上述反应的重要因素.     

三组Pt- Ru/C催化剂前驱体对其性能的影响

分别以三组不同的Pt和Ru化合物为前驱体, 采用热还原法制备了Pt-Ru/C催化剂, 比较不同前驱体对催化剂性能的影响；通过XRD和TEM技术对催化剂的晶体结构及微观形貌进行了分析. 结果表明以H₂PtCl₆+RuCl₃和自制(NH₄)₂PtCl₆+Ru(OH)₃为前驱体的催化剂Pt和Ru没有完全形成合金状态, 在Pt(111)和Pt(200)之间有Ru(101)存在；以Pt(NH₃)₂(NO₂)₂和自制含钌化合物为前驱体制备的催化剂未检测出Ru金属或其氧化物的衍射峰, Pt-Ru颗粒在载体上分散均匀, 粒径最小, 为3.7 nm. 利用玻碳电极测试了循环伏安、记时电流和阶跃电位曲线, 考核了上述催化剂对甲醇阳极催化氧化活性的影响；结果表明：以Pt(NH₃)₂(NO₂)₂和自制含钌化合物为前驱体制备的催化剂对甲醇的电催化氧化活性最高, 循环伏安曲线峰电流密度达11.5 mA•cm^-2.     

CH3CF2O2与HO2自由基反应机理的理论研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法，在6-311G、6-311+G(d)、6-311++G(d, p) 基组水平上研究了CH₃CF₂O₂与HO₂自由基反应机理. 结果表明, CH3CF₂O₂与HO₂自由基反应存在两条可行的通道. 通道CH3CF₂O₂＋HO₂→IM1→TS1→CH₃CF₂OOH＋O₂的活化能为77.21 kJ•mol^－1，活化能较低，为主要反应通道，其产物是O₂和CH₃CF₂OOH. 这与实验结果是一致的；而通道CH₃CF₂O₂＋HO₂→IM2→TS2→IM3→TS3→IM4＋IM5→IM4＋TS4→IM4＋OH＋O₂→TS5＋OH＋O₂→CH₃＋CF₂O＋OH＋O₂→CH₃OH＋CF₂O＋O₂的控制步骤活化能为93.42 kJ•mol^－1，其产物是CH₃OH、CF₂O和O₂. 结果表明这条通道也能发生，这与前人的实验结果一致.     

具有优异甲醇耐受性的Rh掺杂PdCu有序金属间化合物纳米粒子增强氧还原电催化

Direct methanol fuel cells (DMFCs), as one of the important energy conversion devices, are of great interest in the fields of energy, catalysis and materials. However, the application of DMFCs is presently challenged because of the limited activity and durability of cathode catalysts as well as the poisoning issues caused by methanol permeation to the cathode during operation. Herein, we report a new class of Rh-doped PdCu nanoparticles (NPs) with ordered intermetallic structure for enhancing the activity and durability of the cathode for oxygen reduction reaction (ORR) and achieving superior methanol tolerance. The disordered Rh-doped PdCu NPs can be prepared via a simple wet-chemical method, followed by annealing to convert it to ordered phases. The results of transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy-energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS), power X-ray diffraction (PXRD) analysis and high resolution TEM (HRTEM) successfully demonstrate the formation of near-spherical NPs with an average size of 6.5 ± 0.5 nm and the conversion of the phase structure. The complete phase transition temperatures of Rh-doped PdCu NPs and PdCu are 500 and 400 ℃, respectively. The molar ratio of Rh/Pd/Cu in the as-synthesized Rh-doped PdCu NPs is 5/48/47. Benefitting from Rh doping and the presence of the ordered intermetallic structure, the Rh-doped PdCu intermetallic electrocatalyst achieves the maximum ORR mass activity of 0.96 A·mg^-1 at 0.9 V versus reversible hydrogen electrode (RHE) under alkaline conditions—a 7.4-fold enhancement compared to the commercial Pt/C catalyst. For different electrocatalysts, the ORR activities follow the sequence, ordered Rh-doped PdCu intermetallics > ordered PdCu intermetallics > disordered Rh-doped PdCu NPs > disordered PdCu NPs > commercial Pt/C catalyst. In addition, the distinct structure endows the Rh-doped PdCu intermetallics with highly stable ORR durability with unaltered half-wave potential (E_1/2) and mass activity after continuous 20000 cycles, which are higher than those of other electrocatalysts. Furthermore, the E_1/2 of the Rh-doped PdCu intermetallics decreases by only 5 mV after adding 0.5 mol·L^-1 methanol to the electrolyte, while the commercial Pt/C catalyst negatively shifts by 235 mV and a distinct oxidation peak can be observed. The results indicate that the ORR activity of the Rh-doped PdCu intermetallic electrocatalyst can be well maintained even in the presence of poisoning environment. Our results have demonstrated that Rh-doped PdCu NPs with ordered intermetallic structures is a potential electrocatalyst toward the next-generation high-performance DMFCs.     

染料敏化纳米薄膜太阳电池中DMPII浓度的优化

利用超微铂电极和循环伏安法及电化学阻抗谱研究了在1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘(DMPII)的3-甲氧基丙腈(MePN)溶液中I₃^－和I^－的氧化还原行为，并对比了由不同浓度的I2和DMPII组成的电解质溶液，其染料敏化纳米薄膜太阳电池(DSCs)的光伏性能. 发现以MePN为溶剂，含1.0 mol•dm^-3 DMPII、0.12 mol•dm^-3 I2、0.10 mol•dm^-3 LiI和0.50 mol•dm^-3 4-叔丁基吡啶的电解质溶液，其DSCs的短路光电流密度为16.67 mA•cm^-3、开路电压为0.69 V、填充因子为0.70、光电转换效率达8.08%.     

Pt(111)单晶电极上乙二醇解离吸附反应动力学

运用电化学循环伏安和程序电位阶跃方法研究了乙二醇在Pt(111)单晶电极上的解离吸附过程.动力学研究的定量结果指出,乙二醇解离吸附反应的平均速率随电极电位变化呈火山型分布,其最大值在0.10 V(vs SCE)附近.测得在含2×10－3 mol•L－1乙二醇的溶液中,最大初始解离速率vi为4.35×10－12 mol•cm-－2•s－1.