阳极电沉积Ti/MnO2电极及其苯酚降解的电催化性能

应用阳极电沉积法制备钛基二氧化锰(Ti/MnO2)电极. 采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱（EDS）表征电极结构形貌. 用V~logi及苯酚降解实验优化电极制备工艺参数：在电流密度4 mA•cm-2、Mn2+离子浓度0.5 mol•L-1及温度70 ℃条件下阳极电沉积Ti/MnO2电极. 以苯酚为目标有机物,评价该电极电催化氧化性能,降解7h降解效率达49.6%.     

电沉积制备MnO2催化剂及其在微生物燃料电池中的应用

通过电沉积的方法获得了一种具有均匀孔隙结构的海绵状二氧化锰催化剂,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了所制备材料的表面形貌、结构及元素构成和赋存价态,采用线性伏安扫描(LSV)法对电沉积材料的电化学性能进行分析,考察其催化氧还原反应的活性,最后以合成的材料为阴极催化剂,构建微生物燃料电池系统,考察其在微生物燃料电池中的应用效果。结果表明,以电沉积二氧化锰为阴极催化剂的微生物燃料电池最大功率密度为975.6 mW/m~2,是以商业二氧化锰为阴极催化剂的电池的1.7倍;这表明作为一种经济、高效、环境友好的阴极氧还原催化剂,电沉积法制备的二氧化锰为实现阴极催化剂的低成本制备以及微生物燃料电池放大化推进提供了新的研究途径。     

基于二氧化锰和金属有机框架化合物协同作用构建的立体复合阵列超级电容器电极

以硝酸锌、硝酸锰和2-甲基咪唑为原料,采用多步计时电位法和静置法,制备了氧化锌-二氧化锰-金属框架有机化合物（ZnO-MnO2-MOF）复合材料阵列电极。 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)等技术手段对比分析了该复合材料的结构和形貌,并采用循环伏安法、恒电流充放电、电化学阻抗和循环充放电法研究了电极的电化学性能。 结果表明,与氧化锌-二氧化锰（ZnO-MnO2）复合材料阵列电极（Csp=121 F/g,j=2.5 A/g）相比,由于二氧化锰和金属有机框架化合物（MOF）的协同作用,修饰MOF后的ZnO-MnO2-MOF复合材料阵列电极具有较小的内阻,电容器比电容（Csp=146 F/g,j=2.5 A/g）性能提升了20%,具有更好的可逆法拉第反应和稳定性。     

二氧化锰/石墨烯/N-取代羧基聚苯胺复合修饰电极对亚硝酸根的电化学催化研究

采用电聚合、静电吸附和恒电位还原的方法在玻碳电极上制备了均匀修饰的还原氧化石墨烯/N-取代羧酸聚苯胺(rGO/NPAN)复合膜。以其为支撑,利用滴涂法将高电催化活性的二氧化锰负载于复合膜上,形成MnO_2/rGO/NPAN复合修饰电极。通过扫描电镜(SEM)对复合膜的形貌进行表征,讨论了NPAN电聚合圈数、GO浓度、电还原时间和pH值等因素对电化学活性和电催化活性的影响。结果表明:该修饰电极具有低的检测电位和高的电化学响应,检测亚硝酸根的浓度范围为0.5×10~(-6)~5.13×10~(-2)mol/L,灵敏度为14.075μA·(mmol/L)~(-1),检出限(S/N=3)低至0.2μmol/L。     

乙炔黑/二氧化锰催化剂的制备与分析

通过机械搅拌法制备了乙炔黑/二氧化锰催化剂,并通过XRD、SEM等分析手段对催化剂进行表征分析,结合催化剂对活性艳红X-3B的催化臭氧氧化降解实验探究催化剂的稳定性、重复性以及催化性能。XRD分析表明制备的二氧化锰为ε-MnO_2,结合SEM分析可知乙炔黑嵌入二氧化锰空隙中形成团聚体,BET数据表明催化剂的比表面积为80.828m~2·g~(-1),XPS与红外分析结合催化剂的催化臭氧氧化降解实验得出催化剂具有良好的稳定性与重复性,自由基猝灭实验可知催化剂的加入促进了臭氧氧化过程中·OH和O_2~–·的产生并且也提高了臭氧分子的利用率。     

氧在Ni-MnO2电极上的电催化还原

采用喷雾热解法合成了超细二氧化锰, 通过喷涂制作成Ni-MnO2薄膜电极, 结合SEM、AFM和电化学测试技术, 研究了碱性介质中氧在Ni-MnO2薄膜电极上的电催化还原过程. 发现二氧化锰颗粒呈片状, 是由球形前驱体烧结后碎裂而成; 通过快速循环伏安法检测到了MnO2电极上存在着中间态粒子的还原过程, 该粒子浓度可累积, 并逐渐消耗直至消失, 寿命可持续约200周循环; 结果表明, 该粒子对氧的还原具有特殊的电催化活性.     

Pd-Ag/C@TiO_2核壳结构纳米棒阵列的制备及对NaBH_4电氧化的催化性能

通过热蒸发结合恒电位沉积法制备了具有核壳结构的Pd-Ag/C@Ti O2催化剂.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对所制备样品的形貌和结构进行了表征,利用线性伏安扫描和计时电流技术研究了Pd-Ag/C@Ti O2电极对Na BH4的电氧化性能.结果表明,Pd-Ag/C@Ti O2电极具有三维纳米核壳结构,在电化学反应过程中有利于燃料与催化剂充分接触.催化剂中Pd与Ag的原子比为0.37∶0.17的Pd-Ag(2∶1)/C@Ti O2催化剂的效果最佳,在3.0 mol/L Na OH+0.20 mol/L Na BH4溶液中电流密度达到672 m A/cm2,在1200 s测试时间内计时电流曲线衰减很小,说明该Pd-Ag/C@Ti O2电极对Na BH4电氧化具有很高的电化学活性和稳定性.     

丁香酚在改性蒙脱土修饰电极上的电化学行为及测定

制备了十八烷基三甲基溴化铵( STMAB)改性蒙脱土修饰电极,用循环伏安法和差分脉冲伏安法(DPV)研究了丁香酚在该电极上的电化学行为.在pH6.0 PBS电解液中,丁香酚在该电极上的电极反应受扩散控制,转移电子数等于质子数n=m=2,电极有效面积Aeff=0.034cm2,扩散系数D =2.58×10-6cm2/s....     

Cu@Pt/MWCNTs-MnO2电催化剂的制备及电催化性能研究

通过浸渍还原法,以乙二醇作为还原剂,以H2PtCl6 6H2O作为Pt的前驱体制备了Cu@Pt/MWCNTs核壳型电催化剂;通过水热法,以KMnO4和Mn(NO3)2作为锰源制备了α-MnO2和β-MnO2,并把Cu@Pt/MWCNTs核壳型电催化剂与二氧化锰进行掺杂制得Cu@Pt/MWCNTs-MnO2复合材料.利用XRD,SEM,TEM对复合材料的结构和形貌进行表征,利用循环伏安测试曲线和阴极极化曲线等电化学测试方法对电催化剂的性能进行测试.结果表明,电催化剂中Cu@Pt纳米颗粒为核壳型,粒径为6～8 nm,MnO2的晶型为α-MnO2和β-MnO2;另外,Cu@Pt/MWCNTs-MnO2复合材料具有良好的催化性能,其中Cu@Pt/MWCNTs-β-MnO2电催化剂的电化学性能较好,具有较大的电化学活性面积,为71.1 m2 g-1,同时对MnO2促进氧还原的机理进行了初步探讨.     

基于碳纳米管-纳米二氧化锰增强的H2O2修饰电极的研制

将碳纳米管(CNT)和纳米二氧化锰(Nano-MnO2)分散在壳聚糖(CHIT)溶液中,用涂敷法固定到玻碳电极表面,制成修饰电极.由于碳纳米管具有良好的电子传递性能,使纳米二氧化锰对H2O2的电催化活性明显提高,通过循环伏安法、计时电流法对传感器的性能进行了研究.在最佳测试条件下,该传感器对H2O2的线性范围为1.5×10-6 ～5.0×10-2 mol/L,检出限为4×10-7 mol/L.用于实际样品的测定,结果满意.