石墨烯的制备及石墨烯载Pd催化剂对甲酸的电催化氧化

以纳米石墨为原料,用两种方法分别制得石墨烯GN-1和GN-2。结果表明,用两种方法制备的石墨烯比表面积比纳米石墨都有显著增加。两种方法制备的石墨烯GN-1和GN-2形貌不同,孔径分布也有很大的差异。分别以两种方法制备的石墨烯为载体制备了Pd催化剂Pd/GN-1和Pd/GN-2。Pd/GN-1和Pd/GN-2催化剂的电化学比表面积分别为34.66和71.25 m2/g。这两种催化剂对甲酸的电催化氧化活性都较纳米石墨作载体制备的催化剂Pd/G有显著的提高,甲酸在Pd/GN-1和Pd/GN-2催化剂上的氧化峰电流密度分别为66.0和95.8 mA/cm2。两种催化剂对甲酸的氧化都有很好的稳定性。     

一步法制备纳米铂/石墨烯及电催化甲醇的交流阻抗和扩散系数测定

采用绿色还原剂抗坏血酸,一步法制备纳米铂/石墨烯。对其进行X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)形貌结构表征,铂纳米粒子均匀分散于纳米石墨烯片层褶皱间,有效减少了团聚现象。运用循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)研究纳米铂/石墨烯对甲醇电催化氧化活性和稳定性,通过交流阻抗(EIS)定量测定,发现铂/石墨烯比铂具有更优异的电荷传输性能,电荷转移阻抗下降了34.8%。计时电量法(CC)测定得到甲醇在铂/石墨烯电极的表面扩散系数为1.42×10~(-9) cm~2·s~(-1)。与铂纳米粒子相比,纳米铂/石墨烯对甲醇电催化氧化具有更高的活性和稳定性,显著提高电极催化活性表面积和电荷传输及转移性能。     

Pd/WO_3-RGO纳米催化剂对甲酸氧化的电催化性能

采用表面修饰技术将WO_3晶粒引入到氧化石墨烯(GO)表面,通过硼氢化钾还原法制备了载钯催化剂Pd/WO_3-RGO.对催化剂进行了结构和形貌表征,并考察了该催化剂对甲酸氧化的电催化性能.结果表明,Pd/WO_3-RGO催化剂由石墨烯、单斜态WO_3和立方面心Pd晶粒组成,Pd颗粒均匀分散在载体上;使用Pd/20%WO_3-RGO催化剂电极时的甲酸氧化最大峰电流密度大幅增加,是Pd/RGO催化剂电极甲酸氧化峰电流密度的2.5倍;Pd/WO_3-RGO催化剂稳定性大大增强,且具有更加优异的抗CO中毒能力;Pd晶粒与WO_3晶粒的相互交叠有利于它们之间的催化协同效应,增强催化剂的催化性能.     

炭载体的表面处理对Pd/C催化剂电催化活性的影响

采用处理与未处理的活性炭制备Pd/c催化剂,运用循环伏安法(CV)和计时电流法检测两种Pd/C催化剂对甲酸的电催化氧化活性和稳定性.通过透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征.结果表明,用硝酸处理的活性炭所制备的Pd/C催化剂中Pd粒子的分散更均匀,对甲酸的电催化氧化活性和稳定性都有不同程度的提高.     

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.     

用NH4F络合还原法制备的炭载Pd催化剂对甲酸分解的催化性能和甲酸氧化的电催化性能

直接甲酸燃料电池(DFAFC)的两大问题是炭载Pd(Pd/C)催化剂对甲酸氧化的电催化稳定性不好和Pd催化剂能催化甲酸分解。发现用NH4F络合还原法制备的NH4F修饰Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化活性要比Pd/C催化剂好大约20%,电催化稳定性也要稍优于Pd/C催化剂。在120 s内和30℃下,甲酸在Pd/C催化剂上分解产生38 mL气体,但在NH4F修饰Pd/C催化剂上基本上不分解,因此NH4F修饰主要能抑制Pd催化剂催化分解甲酸的能力,而且又能在一定程度上提高Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化性能。     

不同载体负载Pd催化剂对甲酸的电催化氧化活性比较

应用Hummers法氧化合成氧化石墨(GO), 然后用化学一步还原法制得石墨烯（graphene）负载Pd催化剂. 用同样方法以多壁碳纳米管（MWCNTs）、单壁碳纳米管（SWCNTs）和Vulcan XC-72为载体制备了不同负载型的Pd催化剂. X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)表征表明,在石墨烯载体上Pd纳米粒子粒径较小,且分布均匀. 电化学活性面积(ECSA)、循环伏安(CV)、计时电流(CA)和计时电位(CP)电化学测试显示, 与其它3种碳载体的Pd催化剂相比, 石墨烯负载Pd催化剂对甲酸电催化氧化的催化活性和稳定性最好.     

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.     

碳纳米管负载纳米Ni修饰电极及碱液中电氧化甲醇

采用湿化学法在碳纳米管(MWCNTs)上负载Ni纳米粒子(MWCNTs-Ni),并制备MWCNTs-Ni修饰玻碳电极(MWCNTs-Ni/GCE),用X射线粉末衍射和透射电子显微镜测试技术对MWCNTs-Ni的物相和形貌进行了表征,通过循环伏安法研究了该修饰电极在碱性介质中的电化学行为以及对甲醇的电催化氧化作用。结果表明,面心立方的Ni纳米粒子均匀分散在碳纳米管表面,平均粒径约为16 nm,MWCNTs-Ni/GCE在碱性介质中的电化学行为是受扩散控制的准可逆过程,对甲醇的电催化氧化具有较高的电催化活性。     

还原态氧化石墨烯载Pd纳米催化剂对甲酸氧化的电催化性能

采用改进的Hummers法氧化石墨后,对其超声剥离成氧化石墨烯水溶液,继之通过乙二醇还原Pd金属离子和氧化石墨烯,得到了还原态氧化石墨烯（RGO）负载Pd纳米催化剂,并用于甲酸的电催化氧化.透射电子显微镜和X射线衍射结果显示：负载于RGO上的Pd粒子平均粒径为3.8nm,其优先在RGO的褶皱和边缘处生长.电化学测试表明：RGO上残存的含氧基团降低了Pd催化剂受CO毒化的程度,Pd/RGO催化剂表现出了较商业化Pd/C更高的电催化活性和更好的稳定性.     

甲醇在铂修饰的氧化钛电极上电催化氧化行为的研究

运用电化学方法评价了电化学阴极还原-阳极氧化两步法制得的以钛为基体的铂修饰的钛氧化物(Pt-TiO_x/Ti)电极对甲醇电催化氧化的性能,结果表明,制得的修饰电极对甲醇氧化呈现了很高的电催化活性和好的稳定性.通过X光电子能谱(XPS)、扫描隧道显微镜(STM)和现场傅立叶变换红外(FTIR)反射光谱等技术,发现修饰电极对甲醇氧化具有高的电催化性能,可归属于纳米级Pt粒子在TiO_x中的高度分散及由于Pt和TiO_x的相互作用,使电极表面对甲醇氧化中间产物CO的吸附量大大降低.     

浸渍法制备硅钨酸修饰的炭载钯催化剂电催化甲酸氧化

用浸渍的方法制备了硅钨酸（SiWA）修饰的炭载Pd(Pd/C-SiWA)催化剂。 计时电流曲线研究表明,在Pd/C和Pd/C-SiWA催化剂电极上,3000 s时的电流密度分别为0.013和0.082 A/mg,分别为10 s时电流密度的2.5%和14.1%。 结果表明,Pd/C-SiWA催化剂对甲酸氧化的电催化稳定性要远远优于Pd/C催化剂。 这是因为Pd/C催化剂上SiWA的修饰抑制了甲酸的自分解, 从而减小了CO的毒化作用,改进了Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化和稳定性。     

羧基功能化石墨烯及其壳聚糖复合膜的制备与性能

采用Hummers法制备氧化石墨,化学分散法制备羧基功能化石墨烯。采用FT-IR、XRD对产物进行表征;用静电自组装法将其与壳聚糖（CS）复合制备复合膜,对复合膜的荧光性能及其修饰玻碳电极对葡萄糖的电催化氧化还原性能进行了研究。结果表明：制备的功能化石墨烯含有羧基;壳聚糖-石墨烯复合膜具有光致发光性能;复合膜修饰玻碳电...     

Pd/Ni异结构纳米催化剂的制备及其对甲酸氧化的电催化

通过两步还原法制备了Pd/Ni双金属催化剂.由于金属Pd原子在先行还原的Ni纳米粒子表面的外延生长以及其在Ni表面及Pd表面生长表现出的吉布斯自由能差异,最终导致了异结构Pd/Ni纳米粒子的形成.高分辨电子透射显微镜结果证实了异结构的存在,然而X射线衍射测量表明Pd/Ni纳米粒子具有类似于Pd的面心立方结构.制备的Pd/Ni纳米粒子与同等条件下合成的Pd纳米粒子相比对甲酸氧化呈现了更高的电催化活性,而且电催化稳定性也要明显优于纯Pd纳米粒子,证明Pd/Ni双金属催化剂是可选的直接甲酸燃料电池阳极催化剂.双金属催化剂对甲酸氧化电催化活性和稳定性增强可能是Ni原子的修饰改变了Pd粒子表面配位不饱和原子的电子结构所致.     

一步法制备还原态氧化石墨烯载铂纳米粒子及其对甲醇氧化的电催化性能

以天然石墨为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨.然后采用简单的一步化学还原法在乙二醇(EG)中同时还原氧化石墨烯(GO)和H₂PtCl₆制备高分散的铂/还原态氧化石墨烯(Pt/RGO)催化剂.采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对催化剂的微结构、组成和形貌进行表征.结果表明, GO已被还原成RGO, Pt纳米粒子均匀分散在RGO表面,粒径约为2.3 nm.采用循环伏安法和计时电流法评价催化剂对甲醇氧化的电催化性能,测试结果表明, Pt/RGO催化剂对甲醇氧化的电催化活性和稳定性与Pt/C和Pt/CNT相比有了很大提高.另外其对甲醇电催化氧化的循环伏安图中正扫峰电流密度(I_f)和反扫峰电流密度(I_b)的比值高达1.3,分别是Pt/C和Pt/CNT催化剂的2.2和1.9倍,表明Pt/RGO催化剂具有高的抗甲醇氧化中间体CO_ad的中毒能力.     

Pd/TiC-C催化剂对甲酸氧化的电催化性能

研究了TiC和C作混合载体的Pd(Pd/TiC-C)催化剂对甲酸氧化的电催化性能。发现Pd/TiC-C催化剂对直接甲酸燃料电池(DFAFC)中甲酸氧化的电催化性能要优于Pd/C催化剂。而且,Pd/TiC-C催化剂的电催化性能与C和TiC的质量比有关,当质量比为2时,Pd/TiC-C催化剂对甲酸氧化的电催化活性和稳定性最好,甲酸在C和TiC的质量比为2的Pd/TiC-C催化剂电极上的氧化峰峰电位为0.164 V,比在Pd/C催化剂电极上负移12 mV,峰电流密度为23.08 mA/cm2,比在Pd/C催化剂电极上高约42％。     

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.     

大孔炭载Pd催化剂对甲酸氧化的电催化性能

用X射线能量色散谱(EDS)、X射线衍射(XRD)谱、拉曼光谱和电化学技术研究和比较了直接甲酸燃料电池(DFAFC)中Vulcan XC-72炭黑载Pd (Pd/XC)和大孔炭载Pd (Pd/MC)催化剂对甲酸氧化的电催化性能. 循环伏安曲线测量表明甲酸在Pd/XC和Pd/MC催化剂电极上主要氧化峰的峰电位基本相同, 在0.15 V左右, 但在Pd/MC催化剂电极上的峰电流密度比在Pd/XC催化剂上的大30%左右. 计时电流曲线测量表明, 在6000 s时, 在Pd/MC催化剂电极上的峰电流密度比在Pd/XC催化剂上的大38%左右, 这些结果说明Pd/MC催化剂对甲酸氧化的电催化活性和稳定性要好于Pd/XC催化剂. 由于Pd/MC和Pd/XC催化剂的Pd粒子平均粒径和相对结晶度相似, 因此, Pd/MC催化剂电催化性能好的原因只能归结于MC大的孔径和高的石墨化程度引起的高电导率.     

石墨烯/铂复合材料的制备及电化学性能研究

采用Hummers法制备氧化石墨,再超声分散于去离子水中形成稳定的氧化石墨分散液。分散液与氯铂酸溶液混合后,氧化石墨烯还原氯铂酸产生大量铂纳米粒子,铂粒子被牢固地锚在氧化石墨烯片上,最后将所得到的氧化石墨烯/铂复合物置于管式炉中在Ar/H2气氛中于800℃下热裂解制备出石墨烯/铂复合材料。形貌与纳米结构分析表明,氧化石墨已被彻底还原成石墨烯,铂纳米粒子均匀分散在褶皱的石墨烯纳米片间。电化学阻抗研究进一步揭示复合材料的电子转移阻抗明显小于石墨烯,呈示铂纳米粒子掺入石墨烯片层大大改善了导电性。石墨烯/铂复合材料应用于对苯二酚的电化学检测,检出限达1.6×10-7mol.L-1,这说明该材料具有优异的电催化性能。     

聚吡咯改性炭载Pd催化剂促进甲酸电氧化

直接甲酸燃料电池(DFAFC)阳极活性炭载Pd催化剂活性组分易聚集,分散差且存在炭载体的电腐蚀作用,造成催化活性低稳定性差。 为解决上述问题,本文通过调控炭载Pd催化剂的载体改善催化活性和稳定性。 采用低温化学氧化法制备了聚吡咯(PPy)与活性炭复合材料,在聚合过程中加入活性炭,经过高温热解聚吡咯形成复合碳载体负载Pd催化剂,并表征了热解聚吡咯碳修饰催化剂表面形貌,发现聚吡咯修饰后的催化剂载体表面氮元素以吡咯氮的形式存在,催化剂活性组分Pd纳米粒子可稳定在2.25 nm。 通过甲酸电催化氧化性能测试,结果表明,Pd单位质量比活性比Pd/C催化剂提高了2.5倍。