现场电化学红外反射光谱法

电极/电解质溶液界面的性质对电化学过程起着非常特殊的作用,因此,建立能够提供分子水平信息的方法来对这种界面上的分子结构和作用过程的机理作出合理的描述是非常重要的。常规的电化学研究方法在这方面作出了很大的贡献,然而这些方法测定的都     

高质量和深度凹陷的PtPdNi纳米立方体作为高效氧还原反应的催化剂

聚合物电解质燃料电池阴极上的氧还原反应需要使用铂基催化剂,铂是地球上的贵金属之一.采用将不同的金属优化到核心中等多种策略可提高铂基催化剂的活性,从而降低铂的负载量.通过致力于高催化活性Pt_2.7Pd_0.3Ni凹面立方结构与高指数晶面的复合,表明凹面结构可以提供更多的活性位和高水平的催化活性,如果与其他金属复合,可以降低铂的比例,提高其质量活性.本文采用一锅法合成了PtPdNi凹立方体结构,并发现DMF和油胺的比例是影响PtPdNi凹陷程度的主要因素.通过对PtPdNi凹立方体的形态和组成进行详细表征,研究了PtPdNi凹立方体的形成机理,认为十六烷基三甲基溴化铵、油酸胺和二甲基甲酰胺的比例在PtPdNi凹立方体的合成中起着关键作用.本文还对Pt_2.7Pd_0.3Ni凹立方结构形成的理论和条件进行了探讨,并通过改变反应条件,考察了其所表现出的差异.电化学测试的氧还原性能结果表明,凹面立方体形状的PtPdNi催化剂在0.9 V下的质量活性为1.28 mg_Pt^–1,最高质量活性和比活性分别是市售铂炭的8.20倍和8.68倍.铂钯镍三元纳米笼具有优异的结构稳定性,经稳定性测试,纳米结构没有明显的变化和性能退化.PtPdNi凹立方体对阴极具有很高的电催化活性和稳定性,燃料电池的氧还原反应由于高凹度、高空间利用率和PtPdNi凹立方体丰富的高指数表面以及PtPdNi之间的协同效应,为进一步控制铂基纳米催化剂的合成提供更多的思路和方法及未来工业应用的不同形态和结构.     

Pt-Mo2C/GC催化甲醇氧化的现场电化学-红外光谱研究

应用离子交换法制备了40%Pt在Mo2C/GC上的电催化剂.X射线衍射(XRD)显示,Pt在Mo2C载体上有较好的分散度,平均粒径为3 nm.循环伏安、计时电位测试表明,酸性溶液中,Pt-Mo2C/GC具有良好的甲醇氧化性能.其催化甲醇氧化的起始电位比Pt/C的负移了90 mV.这一优异性能与Pt和载体Mo2C之间的协同作用有关.现场红外光谱电化学测量显示,甲醇在Pt/C电极氧化的中间产物是桥式吸附COB和线性吸附COL,而在Pt-Mo2C/GC电极则未检测到有害中间产物CO,其氧化终产物均为CO2.     

三维多级孔类石墨烯载三氧化二铁锂离子电池负极材料

采用简单的水解、热处理方法合成三氧化二铁（Fe₂O₃）负载在三维多级孔类石墨烯（3D HPG）上的复合材料. 3D HPG有效的导电网络有利于负载纳米Fe₂O₃,使其呈均匀分散状态,并有效增强纳米复合物的导电率,提高Fe₂O₃利用率,抑制纳米Fe₂O₃的团聚,从而制得稳定、高性能的锂离子电池负极材料. Fe₂O₃-3D HPG电极在50 mA·g^-1电流密度下首次放电容量达1745 mAh·g^-1,50周期放电容量保持于1095 mAh·g^-1.     

对甲苯磺酸铜及其配合物电化学行为研究(英文)

本文合成了对甲苯磺酸铜,并应用热重(TG)和差示扫描量热法(DSC)进行分析.该铜盐容易脱除全部结晶水,且在空气中不潮解,如与乙醇胺形成等摩尔配合物,则在DMSO和DMF溶剂中能催化1,1′ 联 2 萘酚的氧化,但在H2O或CH3OH溶剂中则不发生反应.此外,还分别研究了该铜盐及其它铜盐与乙醇胺(1∶1)的配合物在DMSO、DMF、CH3OH和H2O中的电化学行为和催化活性.实验表明,铜胺配合物的两步单电子还原过程对催化氧化1,1′ 联 2 萘酚是必要的条件.     

酸性溶液中钯催化醇电化学氧化的研究

应用电化学循环伏安法(CV)和现场红外光谱(FTIR),研究了酸性溶液中钯催化甲醇、乙二醇电氧化的过程.结果表明:在酸性和中性介质中,甲醇和乙二醇在多晶Pd电极上氧化须在1.5V以上才能发生.随着溶液pH值的降低,过电位减小且峰电流密度上升.溶液的pH值以及电极表面形成的吸附含氧物种对Pd电催化氧化醇有显著的影响.现场红外光谱电化学测试显示,在高电位和强酸性介质中,乙二醇在Pd电极上的氧化产物主要是CO2和少量的乙二酸.在酸性和中性介质中,无论在低电位或高电位,甲醇和乙二醇在Pd上氧化的主要产物是CO2,没有发现CO的存在,说明该氧化过程CO2是经过非毒化的路径产生的.     

Pd_xNi/C催化剂增强机理的密度泛函理论研究

通过交替微波法制备了PdxNi/C(x=1～4)催化剂,并对其形貌、结构及电化学性能进行了表征.结果表明,通过在Pd中掺杂Ni原子,其对氧还原反应(ORR)的催化活性较纯Pd的高.同时采用密度泛函理论(DFT)计算了一系列简化的团簇模型.计算结果表明,随着Ni的加入,纳米颗粒的最高占据轨道(HOMO)与最低空轨道(LUMO)能级增加,且两能级间隙(HLG)减小.因此在ORR中,一方面由于LUMO被抬高,降低了电子亲和能,带负电的催化剂颗粒更易将电子传递给O2,另一方面由于HLG减小,电中性颗粒HOMO上的电子也容易失去.这两方面的作用使其对O2还原活性得以增强.Fukui指数结合DFT方法和Mulliken布居分析指出,表面的Pd原子为催化剂团簇的活性中心.     

碱性介质中葡萄糖在铂电极上的阳极氧化

为了进一步探明葡萄糖在铂电极上的氧化机理 ,用循环伏安法 (CV)在 - 0 .9～ 0 .4V(相对于饱和甘汞参比电极 )内研究了葡萄糖在铂电极上催化氧化行为 ,首次详细报道了葡萄糖在电化学氧化过程中的电位振荡现象 ,并用电流扫描法表征了葡萄糖的电位振荡情况 .电流扫描结果表明 ,在较慢的电流扫描速度下 ,电极过程出现了明显的电位振荡 .说明电极上产生了毒化中间物 ,电位振荡是由于毒化中间物在电极上的吸附和在高电位下氧化除去引起的 .     

电解醇制氢

发展了利用甲醇直接电解制氢这种经济的制氢方法, 实验结果表明电解甲醇制氢能够极大地降低电能消耗. 此方法的新颖之处在于方法简单和成本低. 将直接甲醇燃料电池膜电极作为电解装置, 可以达到任何规模的要求. 如果将这种电解装置与太阳能电池联用, 可非常经济地制氢及氢气储存, 或直接向燃料电池或其它化学工程装置供氢.     

对苯醌电化学还原的原位傅里叶变换红外反射光谱的研究

利用傅里叶变换红外光谱法原位记录了对苯醌在Pt电极上还原产生的自由基阴离子的红外光谱,并对自由基阴离子的可能结构进行了初步讨论。这种技术被用于在电化学体系中获取反应中间物和电极表面吸附物的红外差示谱,是一种非常灵敏的光谱电化学技术。