纳米晶枝CuAu 合金催化剂对二氧化碳电催化还原性能的研究

利用可再生清洁能源将CO₂转化为CO和其他小分子是合成含碳燃料的可观方法之一。间歇性可再生能源存储的重要策略之一是将二氧化碳进行电化学还原。选择具有高活性和稳定性的电催化剂对于电化学还原CO₂至关重要。在这项研究中,我们使用简单的电沉积方法合成了具有纳米晶枝状结构的CuAu合金电极。各项表征显示原子比约为1:1的CuAu纳米枝晶对CO₂的电化学还原具有出色的催化活性。合成的主要产物是H₂和CO,这是合成气体是合成天然气,氨和甲醇合成的中间体。电化学阻抗谱（EIS）测量表明,相对于Cu和Au电沉积催化剂,CuAu纳米晶枝状催化剂具有相对低的电荷转移阻力。CuAu纳米枝晶催化剂是一种具有潜在的转化CO₂为合成气体的高活性电催化剂。     

纳米多孔二氧化钛电极辅助光电化学降解乙酰氨基酚及伐昔洛韦

作为一类具有较高生物活性的物质,药物及个人护理品对环境的污染引起人们越来越多的关注.对乙酰氨基酚和伐昔洛韦是两种使用广泛的药物,由于其潜在的对人类健康和生态安全的威胁而逐渐成为研究热点.而电化学辅助光氧化技术因其具备能够高效处理难降解化学品的优点而得到广泛使用.本文合成了纳米多孔二氧化钛电极,研究了电化学还原处理对纳米多孔二氧化钛电极辅助光电化学降解对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的影响.使用扫描电镜和色散谱技术对合成的纳米多孔二氧化钛电极的形态和元素组成进行了表征.循环伏安法、莫特-肖特基曲线、紫外-可见分光光度计和总有机碳分析仪被用来研究对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解过程.结果显示,对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光化学降解和电化学降解过程非常缓慢,在研究的时间范围内其浓度未见明显变化,因此可以忽略不计.但是对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解速度比较快,与未经处理的纳米多孔二氧化钛电极相比,经过电化学还原处理的电极可以使对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解分别提高86.96%和53.12%.这可能是由于在电化学还原处理过程中生成了Ti3+, Ti2+和氧空位以及导电性的提高.还研究了温度对对乙酰氨基酚和伐昔洛韦光电化学降解的影响,随着温度升高,对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解速率增大.     

乙二醇在铂电极上吸附和氧化过程的现场FTIR反射光谱研究(Ⅰ)──酸性介质

运用循环伏安法和现场FTIR反射光谱研究了酸性介质中乙二醇在铂电极上的吸附和氧化行为,指出乙二醇电催化氧化是通过解离吸附产物和反应中间体双途径机理进行的。经FTIR反射光谱检测,解离吸附产物为CO,反应中间体主要有CH₂OH─COOH和HOOC─COOH等。本文还在分子水平上解释了铂电极上乙二醇吸附和氧化循环伏安特征的内在原因。     

乙二醇在铂电极上吸附和氧化过程的现场FTIR反射光谱研究（I…

运用循环伏安法和现场ＦＴＩＲ反射光谱研究了酸性介质中乙二醇在铂电极上的吸附和氧化行为，指出乙二醇电催化氧化是通过解离附产物和反应中间体双途径机理进行的。经ＦＴＩＲ反射光谱检测，解离吸附产物为ＣＯ，反应中间体主要有ＣＨ２ＯＨ－ＣＯＯＨ和ＨＯＯＣ－ＣＯＯＨ等。本文还在分子水平上解释了铂电极上乙二醇吸附和氧化循环伏安特征的内在原因。     

乙二醇在铂电极上吸附和氧化过程的现场FTIR反射光谱研究(Ⅱ)──碱性介质

运用循环伏安和现场FTIR反射光谱研究了碱性介质中乙二醇在铂电极上的吸附和氧化行为。结果表明,乙二醇的氧化与溶液酸碱性密切相关,除成功地检测到CH₂OH-COO^--^-OOC-COO^-等中间产物及CO₂、COO₃^2-等最终产物外,还发现乙二醇氧化过程中有乙烯酮中间体生成。     

乙二醇在铂电极上吸附和氧化过程的现场FTIR反射光谱研究（…

运用循环状安和现场ＦＴＩＲ反射光谱研究了碱性介质中乙二醇在铂电极上的吸附和氧化行为。结果表明，乙二醇的氧化与溶液酸碱性密切相关。除成功地检测到ＣＨ２ＯＨ－ＣＯＯ＾－，＾－ＯＯＣ－ＣＯＯ＾－等中间产物及ＣＯ２、ＣＯ＾２－３等最终产物外，还发现乙二醇氧化过程中有乙烯中间体生成。     

用于电化学水氧化的铁、镍、钴金属及其二元金属纳米颗粒比较研究

从环境兼容角度来设计应用于氧析出反应的电催化剂是否有效、耐用和廉价对能源转化过程至关重要. 本文报告了一种快速制备低成本、原料丰富的金属催化剂制备方法。通过一步电化学沉积法在钛金属基材上制备了铁、镍、钴金属及其钴镍、钴铁二元金属纳米颗粒. 采用场发射电子显微镜 (FE-SEM), 能量散射X-射线能谱 (EDX), X-射线衍射光谱 (XRD), X-射线光电子能谱 (XPS)和电化学技术对制备的不同纳米颗粒进行了表征. 电化学结果显示,在合成的五种钛基金属纳米催化剂中, 钛基上沉积钴金属纳米颗粒(Ti/Co)电极在0.l mol·L^-1氢氧化钾溶液中氧析出反应的电催化活性最好,0.70 V(相对于银/氯化银电极)的电流密度为10.0 mA·cm^-2. 经优化后Ti/Co电极的过电位(η)很小,当电流密度为10.0 mA·cm^-2时η为0.43 V,质量活性高达105.7 A·g^-1,逆转频率(TOF)值为1.63×10^-3 s^-1, 这些与当前最好的碳载铂(Pt/C)和氧化钌(RuO₂)电催化剂的性能相当. 此外,通过计时电位技术对优化后Ti/Co电极的耐久性进行了测试, 发现该电极在碱性溶液中氧析出反应的稳定性良好. 本工作制备的钛金属基材上电化学沉积金属钴纳米颗粒具有高催化活性、高稳定性、原料来源丰富、廉价且易于大规模生产,在工业化水分解领域具有潜在的应用前景.     

一种金属单晶电极制备方法的建立和Cu2+在铂单晶上UPD过程的研究

同种材料而表面结构不同的电极往往有完全不同的电化学性能.使用在原子水平上表面结构明确的单晶电极不仅有助于对电极表面吸脱附过程、电场作用下表面结构重组、双电层微观结构、分子水平上的反应机理等基础理论进行深入研究,且对高选择性、高效电催化剂的研制也有指导意义.单晶电化学研究的基础就是制备定向不同的单晶电极.本文建立了金属单晶电极制备方法,并报道了Cu²⁺在Pt单晶电极上UPD(欠电位沉积)过程的研究结果.