Au(111)上Pd电沉积初始阶段ECSTM——PdSO_4溶液研究

应用电化学扫描隧道显微镜(ECSTM)研究了PdSO4溶液中Au(111)电极表面Pd的电化学沉积过程.实验表明,Pd的沉积初始阶段在Au(111)电极表面依次生成两个满单层Pd膜,这一实验结果不仅与电位扫描一致,而且更进一步地证明了起初的两个Pd单层形成过程乃以层～层外延方式生长.高分辨的原子图像表明吸附的SO2-4离子在外延生长的Pd膜表面形成了有序的(3×7)R19°结构.     

用化学镀法制备 Pd/Ag 膜时膜厚和组成的控制

 研究了不同 Pd2+含量的镀液在多孔陶瓷载体上的化学沉积规律, 发现当 Pd 沉积层厚度达到约 5 μm 后, 即使镀液中反应物的消耗比例很小, 膜厚增长也明显变缓, 沉积反应主要受膜层表面的催化活性位控制; 当镀液中 Pd2+含量只能沉积形成小于 4 μm 的 Pd 膜时, 在 323 K 化学镀 180 min 后, 镀液中 Pd2+的转化率高于 90%. 与之相似, 当 Ag 镀液中的 Ag+含量等于 0.5~2 μm 的 Ag 膜层所需量时, 在 333 K 化学镀 120 min 后, Ag+的转化率可达 95%. Ag+的高转化率与 Ag 颗粒的择向生长特性有关. 根据 Pd 和 Ag 的化学镀沉积规律, 通过调节镀液中金属离子的含量能够预先设计和精确控制超薄 Pd/Ag 膜的膜厚和组成.     

用原位液体池透射电镜技术表征金属钯在球形金纳米颗粒表面的异质沉积

采用原位液体池透射电镜技术,在扫描透射电子显微镜(STEM)中,实时观察溶液中金属钯(Pd)在金(Au)纳米颗粒及团簇周围的异质沉积过程。通过对该动态过程的定量分析,结合高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对样品进行形貌与结构表征,研究异质沉积的机理。结果表明,电子束辐照下Au-Pd异质结构纳米颗粒的形成存在两种主要机制:第一种机制中,Pd在Au纳米颗粒表面的生长是以岛状沉积开始,随着时间推移,出现Pd岛的结构弛豫和沿着Au颗粒表面的迁移扩展。伴随Pd的不断沉积和弛豫,Au-Pd复合颗粒的外接圆直径表现为震荡生长,而Au表面的Pd覆盖率显示出随时间单调增加的趋势。第二种机制中,由于Pd单体在Au纳米颗粒上的沉积位点有限,使部分被还原的Pd在Au颗粒以外区域进行同质形核与生长形成Pd团簇,之后再与Au颗粒上的Pd岛合并。进一步的结果分析显示,Au颗粒外围的Pd沉积体为多晶结构,由随机取向的Pd纳米晶粒构成。     

SBA-16薄膜内生长碳纳米管阵列及其Fe的填充

以表面活性剂F-127、导电玻璃(ITO)为基底制备了三维体心立方结构(Im3m)的介孔SBA-16膜.该膜的(111)晶面垂直于ITO基底.采用电化学沉积技术将少量Fe沉积进入SBA-16膜的孔底,沉积Fe后的SBA-16膜于700℃下乙炔裂解生长碳纳米管,在SBA-16膜(孔)内生长直径均匀、间距相等的开口碳纳米管阵列.采用二次电沉积法可以制备高度有序的填充Fe的碳纳米管阵列.TEM的研究结果表明填充进碳纳米管的Fe具有单晶结构.     

重氮树脂单层膜上铜的无电沉积

组装于硅片或玻璃片基片上的重氮树脂(DR)单层膜,吸附SnCl₂,Pd催化剂后,通过无电沉积的方法,在这些基片上制备了铜膜.对得到的铜膜进行了SEM,XRD表征.通过选择性无电沉积,成功地制备了铜膜图像.     

特定位点沉积富电子钯实现醇氧化中超高碳氢键活化（英文）

C–H键活化是石油化工、制药及精细化学品工业中的一个关键步骤,负载型Pd基催化剂因其优异的催化活性而在该反应中得到广泛应用.在过去的研究中,人们发现引入第二金属组分能够改变Pd的配位结构和电子结构,进而影响其C–H键活化的催化性能.但是由于缺乏对Pd空间位置、电子结构和催化活性之间关系的深入理解,通过精确控制Pd电子结构来优化其催化活性这一设想仍难以实现.主要的挑战在于:(1)在特定的位点上沉积Pd;(2)连续调控Pd的表面电子结构;(3)精确表征低含量Pd样品中Pd的位置和电子结构.本文采用分步光沉积方法合成了Au Pdx/TiO_2催化剂.该方法首先利用光生电子的还原作用将Au Cl4-还原成Au纳米颗粒沉积在载体TiO_2上.由于Au具有高功函,光生电子会富集在Au上,因此在随后的Pd沉积过程中,Pd会优先沉积在Au表面形成Au@Pd核壳结构.Au表面不同位置具有不同的电荷,因此通过调控Au/Pd比例可以实现在不同的Au表面位点上沉积Pd.借助高灵敏度低能离子散射(HS-LEIS)技术,我们精确表征了表面层的Au/Pd原子比例,并与理论模型进行对比,证明了分步光沉积方法可以实现在Au纳米颗粒表面特定位置沉积Pd.通过X射线光电子能谱(XPS)对Pd的表面电子结构进行表征,我们发现在Au Pd/TiO_2催化剂中,电子倾向于从Au转移到Pd,且通过调控Pd在Au表面的位置,可以连续地调控Pd的表面电子结构.催化结果和反应动力学研究表明,富电子的Pd可以促进苯甲醇氧化中的C–H键活化,进而显著降低反应的活化能.当Pd/Au原子比为0.001时, Pd3dXPS偏移了1.0 e V.这种富电子Pd原子的TOF值高达500000 h-1,是同类研究中最高的.考虑到近来Au Pd催化剂在甲烷选择性氧化反应中的应用,本文的研究成果还可能进一步拓展到烷烃活化反应.此外,通过调控双金属的相对位置来调控催化反应活性这一研究策略有助于高活性催化剂的开发以及贵金属的节约利用.     

PdAu合金泡沫膜的制备及其对乙醇的电催化活性（英文）

采用氢气泡动态模板电沉积法制备了三维多孔Au掺杂的Pd合金泡沫膜。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、能量分散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对三维多孔PdAu合金泡沫膜的形貌和结构特征进行了表征。由于特殊的多孔结构和电子效应,Au掺杂的PdAu合金泡沫膜与单种多孔Pd膜相比,在碱性介质中对乙醇的电氧化具有高电催化活性。     

多孔硅上贵金属的浸入沉积

将多孔硅浸入含贵金属盐的HF溶液20 s, 制备了Ag, Au, Pd和Pt的沉积层. AFM形貌显示, 这4种贵金属都能在多孔硅上直接沉积, 但Pt的沉积量比其他3种少. SEM图及能谱(Energy dispersive X-ray spectrometer, EDS)分析显示, 沉积层优先生长在孔边上, 孔边上的沉积量约是孔底的4.6倍. 电化学方法分析显示, Pd和Pt, Ag和Au的沉积层分别具有类似的开路电位和交流阻抗特性, 其中Pd层的溶出电流比其他3种大1个数量级, 而阻抗比其他小1个数量级, 说明Pd层与硅基底的结合程度好, 结合界面导电性好.     

氧化锌纳米线外延生长PdZn纳米粒子的制备及在甲醇水蒸气重整反应中的催化性能

以采用改进的气相沉积法制备的具有规整{1010}晶面的氧化锌纳米线为载体,合成了氧化锌纳米线负载钯催化剂,考察了还原温度和负载量对催化剂表面形成Pd Zn合金过程的影响,并通过适当的后处理过程制备了氧化锌纳米线外延生长Pd Zn纳米粒子催化体系.结果表明,当金属钯负载量较低(质量分数约为2%)时,经400℃还原后的催化剂表面会形成PdxZny(xy)合金,从而影响催化剂的CO选择性;提高钯负载量或还原温度有利于将PdxZny(xy)合金转化为Pd Zn合金,降低CO选择性.负载Pd Zn合金纳米粒子与氧化锌纳米线载体之间外延生长的界面关系使其在甲醇水蒸气重整反应中显示出优异的反应稳定性.     

PdAu合金泡沫膜的制备及其对乙醇的电催化活性（英文）

采用氢气泡动态模板电沉积法制备了三维多孔Au掺杂的Pd合金泡沫膜。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、能量分散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对三维多孔PdAu合金泡沫膜的形貌和结构特征进行了表征。由于特殊的多孔结构和电子效应,Au掺杂的PdAu合金泡沫膜与单种多孔Pd膜相比,在碱性介质中对乙醇的电氧化具有高电催化活性。     

氢原子在钯低指数表面上的吸附和扩散

采用氢－钯相互作用的五参数Ｍｏｒｓｅ势，用对势方法研究了氢原子在Ｐｄ（１００）、Ｐｄ（１１１）和Ｐｄ（１１０）低指数平坦表面上的吸附和扩散，得到氢原子在三个表面上的吸附位、吸附几何、结合能和本征振动等数据，计算结果和实验结果符合得很好。在此基础上，系统地研究了三个系统的吸附扩散势能面结构。     

Rotationally inelastic scattering of HD from Cu(100) and Pd(111)

Rotational excitation of HD scattered from Cu(100), Pd(111), and Pd(111):H(D) was measured using molecular beam and quantum-state-specific laser spectroscopy techniques. Greater than 91% of the incident HD population was in the v = 0, J = 0 state. The final rotational distributions from Cu(100), Pd(111), and Pd(111):H(D) were compared for a HD beam at an incident energy of 74 meV. For all the three surfaces studied, rotationally inelastic scattering probabilities were large. We find that the final HD rotational distributions are remarkably similar for the three surfaces even though Pd(111) is very reactive to dissociative adsorption of HD whereas Cu(100) and Pd(111):H(D) are chemically inert.     

Chemical activity of palladium clusters: Sorption of hydrogen

Samples of Pd/SiO2 with average cluster size of palladium (d(Pd)) ranging from 1 to 10 nm were prepared by different methods, such as incipient wetness impregnation (IW), ion exchange (IE), and sol-gel (SG). The dispersion (D(Pd)) for prepared Pd/SiO2 samples varied with the method of preparation and showed a trend of IW < IE < SG. Chemical interaction between the dispersed nanopalladium and hydrogen gas was calorimetrically studied as a function of hydrogen uptake. Measured profiles of interaction energy vary with the d(Pd) of studied samples. The initial heat of hydrogen chemisorption (Q(Hi)) also steeply increases for particles with d(Pd) smaller than 2 nm.     

石墨烯负载高活性Pd催化剂对乙醇的电催化氧化

以石墨粉为原料, 采用Hummers法液相氧化合成了氧化石墨(GO), 然后用化学一步还原制得石墨烯负载钯催化剂. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)表征表明, Pd在石墨烯载体上有较好的分散度, 粒径为3-5 nm. 电化学活性面积(EASA)、循环伏安(CV)、计时电流(CA)和计时电位(CP)等电化学测试表明, 与传统Pd/Vulcan XC-72相比, Pd/石墨烯催化剂对碱性介质中乙醇电催化氧化的催化活性有了很大的提高.     

石墨烯负载高活性Pd催化剂对乙醇的电催化氧化

以石墨粉为原料, 采用Hummers法液相氧化合成了氧化石墨(GO), 然后用化学一步还原制得石墨烯负载钯催化剂. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)表征表明, Pd在石墨烯载体上有较好的分散度, 粒径为3-5 nm. 电化学活性面积(EASA)、循环伏安(CV)、计时电流(CA)和计时电位(CP)等电化学测试表明, 与传统Pd/Vulcan XC-72相比, Pd/石墨烯催化剂对碱性介质中乙醇电催化氧化的催化活性有了很大的提高.     

石墨烯负载高活性Pd催化剂对乙醇的电催化氧化

以石墨粉为原料, 采用Hummers法液相氧化合成了氧化石墨(GO), 然后用化学一步还原制得石墨烯负载钯催化剂. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)表征表明, Pd在石墨烯载体上有较好的分散度, 粒径为3-5 nm. 电化学活性面积(EASA)、循环伏安(CV)、计时电流(CA)和计时电位(CP)等电化学测试表明, 与传统Pd/Vulcan XC-72相比, Pd/石墨烯催化剂对碱性介质中乙醇电催化氧化的催化活性有了很大的提高.     

石墨烯负载高活性Pd催化剂对乙醇的电催化氧化

以石墨粉为原料, 采用Hummers法液相氧化合成了氧化石墨(GO), 然后用化学一步还原制得石墨烯负载钯催化剂. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)表征表明, Pd在石墨烯载体上有较好的分散度, 粒径为3-5 nm. 电化学活性面积(EASA)、循环伏安(CV)、计时电流(CA)和计时电位(CP)等电化学测试表明, 与传统Pd/Vulcan XC-72相比, Pd/石墨烯催化剂对碱性介质中乙醇电催化氧化的催化活性有了很大的提高.     

石墨烯负载高活性Pd催化剂对乙醇的电催化氧化

以石墨粉为原料, 采用Hummers法液相氧化合成了氧化石墨(GO), 然后用化学一步还原制得石墨烯负载钯催化剂. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)表征表明, Pd在石墨烯载体上有较好的分散度, 粒径为3-5 nm. 电化学活性面积(EASA)、循环伏安(CV)、计时电流(CA)和计时电位(CP)等电化学测试表明, 与传统Pd/Vulcan XC-72相比, Pd/石墨烯催化剂对碱性介质中乙醇电催化氧化的催化活性有了很大的提高.     

石墨烯负载高活性Pd催化剂对乙醇的电催化氧化

以石墨粉为原料, 采用Hummers法液相氧化合成了氧化石墨(GO), 然后用化学一步还原制得石墨烯负载钯催化剂. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)表征表明, Pd在石墨烯载体上有较好的分散度, 粒径为3-5 nm. 电化学活性面积(EASA)、循环伏安(CV)、计时电流(CA)和计时电位(CP)等电化学测试表明, 与传统Pd/Vulcan XC-72相比, Pd/石墨烯催化剂对碱性介质中乙醇电催化氧化的催化活性有了很大的提高.     

石墨烯负载高活性Pd催化剂对乙醇的电催化氧化

以石墨粉为原料, 采用Hummers法液相氧化合成了氧化石墨(GO), 然后用化学一步还原制得石墨烯负载钯催化剂. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)表征表明, Pd在石墨烯载体上有较好的分散度, 粒径为3-5 nm. 电化学活性面积(EASA)、循环伏安(CV)、计时电流(CA)和计时电位(CP)等电化学测试表明, 与传统Pd/Vulcan XC-72相比, Pd/石墨烯催化剂对碱性介质中乙醇电催化氧化的催化活性有了很大的提高.