反胶束法制备直接甲醇燃料电池Pt-Sn/C催化剂及其表征

在水/AOT/环己烷反胶束体系中, 制备了Pt-Sn/C催化剂, 研究了不同ω (反胶束溶液中水与表面活性剂的物质量之比)值对Pt-Sn粒径的影响. 并采用TEM, XRD, XPS, 循环伏安等技术对其进行表征. TEM结果表明合成的Pt-Sn纳米颗粒为球形, 在碳载体表面均匀分布, 粒径分布窄, 平均粒径为2.7 nm. Pt-Sn颗粒尺寸随着ω的增加而增大. XRD结果表明该催化剂中Pt具有面心立方结构且没有与Sn形成合金. XPS结果表明在该催化剂中, Pt主要以零价态存在. 在甲醇溶液中的循环伏安扫描结果表明, 甲醇氧化峰电位和峰电流随着ω的增加而减小, 说明反胶束方法可以通过控制颗粒尺寸, 从而影响催化剂的电氧化活性. 相对于商用Pt-Ru/Vulcan XC-72 (20 wt%, E-TEK公司), 该催化剂具有较低的峰电势以及较高的I_f/I_b (循环伏安曲线中正向扫描峰电流与反向扫描峰电流的比值), 这表明用此方法制备的Pt-Sn/C催化剂具有较好的抗中毒能力.     

PEO-LiClO4-ZSM5复合聚合物电解质--IV.偏光显微镜研究

偏光显微镜研究结果表明ZSM5对聚氧化乙烯(PEO)球晶的成核阶段和生长阶段均有较大影响:一部分ZSM5能够成为PEO结晶的晶核,导致PEO球晶数目大幅度增加;ZSM5还可以通过Lewis酸-碱作用抑制PEO链段的运动,从而减小PEO球晶的生长速度.PEO球晶数目的增多、尺寸的减小以及结晶的不完善均有利于使复合聚合物电解质中包含有更多的连续无定形相PEO,这对Li+的传输是非常重要的.适量的ZSM5可以使PEO-LiClO4体系的室温离子电导率提高两个数量级以上.     

球形钴酸锂的乳液法合成及其结构、性能研究

采用一种特殊乳液法, 制备了锂离子电池正极材料球形LiCoO₂. 分别研究了一次颗粒尺寸、烧结时间对于二次造粒的影响. 还对LiCoO₂球体内部的结构进行了SEM和HRTEM研究, 发现一次颗粒非常紧密地融合在一起, 晶体边界区域没有明显的非晶相区, 也没有纳米级别的孔洞、裂缝. 电化学性能研究表明, 在900 ℃烧结4 h的材料具有较高的首次放电容量(143 mAh•g^－1)和良好的循环性能     

PEO-LiClO4-ZSM5复合聚合物电解质

偏光显微镜研究结果表明ZSM5对聚氧化乙烯(PEO)球晶的成核阶段和生长阶段均有较大影响: 一部分ZSM5能够成为PEO结晶的晶核, 导致PEO球晶数目大幅度增加; ZSM5还可以通过Lewis酸-碱作用抑制PEO链段的运动, 从而减小PEO球晶的生长速度. PEO球晶数目的增多、尺寸的减小以及结晶的不完善均有利于使复合聚合物电解质中包含有更多的连续无定形相PEO, 这对Li+的传输是非常重要的. 适量的ZSM5可以使PEO-LiClO4体系的室温离子电导率提高两个数量级以上.     

具有良好高温循环性能的Li(Li0.15Ni0.21Fe0.21Mn0.45)O2阴极材料的合成与性能表征

利用高温固相法制备了具有层状结构的Li(Li_0.15Ni_0.21Fe_0.21Mn_0.45)O₂阴极材料, 通过ICP-AES测定了各金属含量, XRD研究表明该材料在充放电过程中发生了结构变化. 进一步的电化学表征说明材料在结构转变后具有突出的高温循环性能(55 ℃), 以300 mA/g (2C)的电流密度循环428周后, 仍然能够保持80%的初始放电容量.     

碱处理PVDF膜对制备高电导率质子交换膜的作用

燃料电池是一种高能量密度、低污染的新型能源. 质子交换膜是燃料电池的核心组件之一. 在对聚偏氟乙烯(PVDF)膜进行了碱处理改性的基础上制备了高电导率的聚偏氟乙烯接枝聚苯乙烯磺酸(PVDF-g-PSSA)质子交换膜, 对碱处理后的PVDF膜进行了傅立叶变换红外光谱(FTIR)、傅立叶变换拉曼光谱(FT-Raman)及电子自旋共振(ESR)分析. 振动光谱显示在处理后的膜中存在共轭碳碳双键. 首次用ESR检测到碱处理后的PVDF膜中形成了自由基, 其浓度在10¹⁶ spin/g. 研究表明碱处理引起的膜结构变化有利于接枝反应的进行, 对提高所合成的质子交换膜的电导率有重要作用, 电导率提高一个数量级, 至6.40×10^－2 S/cm.     

掺杂纳米SiO2的PVDF-g-PSSA质子交换膜

以聚偏氟乙烯(PVDF)为骨架, 采用溶液接枝苯乙烯磺酸, 合成了掺杂纳米SiO₂颗粒的复合质子交换膜(PVDF/xSiO₂-g-PSSA). 利用红外光谱、热失重分析方法、扫描电镜, 对膜的结构、热稳定性、表面及断面形态进行了表征. 考察了膜的吸水率、电导率、甲醇渗透性等性质. 结果表明, 纳米SiO₂颗粒能提高膜的阻醇性能, 掺杂质量分数10%的适量SiO₂颗粒所得的复合膜的甲醇渗透系数达1.0×10^－7 cm²/s, 低于聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸(PVDF-g-PSSA)膜的1.7×10^－7 cm²/s, 仅为Nafion-117的渗透系数的二十分之一. PVDF/10% SiO₂-g-PSSA复合膜具有较高的选择性, 在直接甲醇燃料电池中具有良好的应用前景.     

高利用率多壁碳纳米管负载金铂合金纳米粒子催化剂在碱性溶液中的甲醇电催化氧化性能研究

使用乙二醇还原法合成了一系列高利用率多壁碳纳米管负载的金铂双金属纳米粒子电催化剂,在碱性溶液中由循环伏安和计时电流法测试该AuPt催化剂对于甲醇氧化反应的电催化活性.透射电子显微镜、X射线衍射与X射线能谱观测催化剂形貌,表征催化剂结构.结果表明,金铂双金属纳米粒子均匀分散在碳纳米管上,催化剂具有良好甲醇电氧化性能.实验表明Au/Pt/MWCNTs比为10∶8∶32(bymass)时,该催化剂具有最高甲醇电氧化峰电流密度与最负起始氧化电位.     

Pt基催化剂对金属氧化物助催化作用

介绍金属氧化物修饰Pt基催化剂作为直接甲醇燃料电池用阳极催化剂的研究工作,重点阐述了催化剂的结构和组成对反应机理的影响,探讨了存在的主要问题和发展前景.     

热力学标准状态与平衡常数

平衡常数是化学反应的重要热力学量,它在处理化学平衡问题时起关键作用。在目前的化学教科书中,对平衡常数的处理比较混乱,标准平衡常数Ｋ（热力学平衡常数）和经验平衡常数同时共存。其中后者是以质量作用定律为基础导出的,由于质量作用定律的局限性,这种导出是不严格的。另外在用于定量计算时在压力和浓度的单位上容易使人产生误解。为此,国际ＧＢ３１０２．８－８６不再采用经验平衡常数,只在备注栏中列出了它们的定义及性质。因此为了热力学学科的严谨性,同时有利于不同学科的交叉,在化学热力学和物理化学教学中不宜介绍经验…