金属间化合物电催化剂Pt1Te1/XC-72的制备及其电催化氧化甲醇性能

以氯铂酸和亚碲酸钠为前驱体,采用两步法在醇水体系下得到负载型Pt1Te1金属间化合物前驱体,通过热处理得到负载型金属间化合物电催化剂Pt1Te1/XC-72.采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）、电子能谱（EDS）和循环伏安方法（CV）对催化剂进行表征.结果表明：所得产物呈有序金属间化合物Pt1Te1结构,平均粒径4.5nm,在碳载体上具有很好的分散性;负载型金属间化合物电催化剂Pt1Te1/XC-72具有较高的电催化氧化甲醇活性,其优秀的催化氧化甲醇活性与Pt形成金属间化合物后所带来的几何及电子结构改变密切相关.     

炭气凝胶纳米颗粒固定葡萄糖氧化酶的直接电化学

利用间苯二酚和甲醛在碱性环境下制备炭气凝胶(CA), 通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、比表面积测试Brunauer-Emmett-Teller (BET)等方法分析载体的形貌结构; 以CA为载体通过吸附法固定葡萄糖氧化酶(GOD)并修饰玻碳(GC)电极, 得到GOD/CA/GC电极. 在0.1 mol·L^-1磷酸盐缓冲溶液中, 利用循环伏安法研究了GOD/CA/GC 电极的直接电化学行为和对葡萄糖的催化性能. 结果表明, 以CA为载体可以很好地固定GOD并保持其生物活性, 在无任何电子媒介体存在时, GOD在电极上实现了直接电子转移, GOD/CA/GC电极对葡萄糖具有很好的电催化性能.     

TiO2三维有序大孔材料的表面特性研究

本文采用聚苯乙烯胶体晶体模板,使用Sol-gel法制备的Ti02溶胶对胶晶模板进行填充,经高温热处理后获得TiO2三维有序大孔结构.采用扫描电子显微术(SEM),透射电子显微术(TEM),BET法,能量色散谱(EDS)以及红外光谱术(IR)对三维有序大孔结构进行了表征.研究表明改变热处理温度和聚苯乙烯球尺寸,可对三维有序大孔结构进行调控;同时本文重点研究了孔壁显微结构和化学组成等表面特性.     

CF_x-Ru复合阴极材料的制备及在锂一次电池中的应用（英文）

首次采用简单的原位化学改性方法合成了CFx-Ru复合阴极材料并应用于锂一次电池。与原始CFx材料相比,CFx-Ru在5C的放电倍率下放电容量、放电电压平台和最大功率密度可分别高达605 mAh·g^-1、2 V、8727 W·kg^-1。通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对阴极材料结构、化学环境和形貌进行了研究。研究发现,在CFx-Ru复合材料中,nF/nC和C-F2键与C-F共价键的峰面积比都有所降低,这可能是由于RuO2与CFx材料表面或边缘的CF2惰性基团反应所致。这种原位化学反应消耗了非活性的CF2,产生了导电元素钌,并由于气相产物的演化而增加了比表面积。这些特性有助于改善阴极材料的电化学性能。电化学阻抗谱和N2吸附-脱附测试结果也进一步证实了改性材料拥有较大的比表面积和优异的电导率。     

Pt基金属间化合物电催化剂

Pt基合金化是提高Pt系催化剂的催化活性、选择性及稳定性的常用手段,Pt基合金按其结构有序性可分为两类,一类是Pt基无序固溶相合金,常用的商用PtRu催化剂即属此类;另一类则是结构有序的Pt基金属间化合物.Pt基金属间化合物由于其特有的优点而近年来被广泛地关注.本文综述了近年来金属间化合物在低温燃料电池中的应用进展,主...     

Pt-CeO_x/CN_xNT催化剂的高稳定性和高效氧还原性能（英文）

通过简便的方法合成出了Pt-CeO_x/CN_xNT催化剂。该催化剂以聚吡咯纳米管碳化后的含氮碳纳米管作为载体,以氧化铈作为助催化剂。实验表明,由于二氧化铈的储氧性能,也由于CN_xNT载体中氮元素的促进作用和其本身独特的一维中空结构,Pt-CeO_x/CN_xNT催化剂的氧还原性能明显高于商业Pt/C。而催化剂优秀的稳定性则源于二氧化铈对Pt纳米颗粒和载体的保护作用。     

均苯四甲酰亚胺桥联的聚酞菁亚铁的氧还原反应

用密度泛函方法研究了一种均苯四甲酰亚胺桥联的聚酞菁亚铁的氧还原反应. 设计了三个模型分子以研究此催化剂在不同聚合度时的氧还原催化反应性能. 使用BP86 泛函和SVP基组进行构型优化得到模型分子及其氧气复合物的电子和分子结构. 此催化剂中心的铁原子和氧气以双键结合并发生电荷转移时, 氧气被还原. 这证明此催化剂具有良好的催化氧还原能力. 通过前沿轨道分析以及模型分子氧气复合物稳定性分析证实, 具有较高聚合度和较强吸电子取代基的催化剂具有更好的氧还原活性. 催化剂的催化性能通过一个电催化循环来实现. 在此循环过程中, 氧气结合氢离子被还原为水, 因此此催化剂需要在酸性介质中使用.     

高分散超薄二硫化钼/硫、氮共掺碳复合材料的电催化析氢性能

氢气是一种清洁可再生能源,有望在未来替代化石燃料成为最主要的能源物质.电催化析氢技术是最有效的产氢途径之一.目前,电催化析氢催化剂主要是贵金属铂,由于其昂贵的价格限制了它的大规模应用.所以在不减少催化剂活性的前提下尽量减少贵金属的使用或者寻找替代物质,降低成本是工业化大规模使用析氢反应(HER)催化剂的前提.二硫化钼基催化剂因其价格低廉、资源丰富且具有优异的催化析氢性能而引起研究者的广泛关注.实验和理论研究都证明了二硫化钼的催化性能和其催化活性位点有关.所以,开发一种具有丰富的活性位点、良好的导电性的二硫化钼基催化剂可以获得高的产氢性能和良好的稳定性.因此,对于提高MoS2的电催化析氢性能的研究主要集中于增加MoS2暴露活性位点的个数和导电性.然而,二硫化钼层与层之间的相互作用可能导致其发生聚集,较低的导电率都有可能降低它的电催化活性.我们通过水热的方法直接制备出了固体的硫、氮共掺杂的、具有石墨化结构的碳复合材料(SNC).将钼酸钠加入到反应中后,多钼酸盐通过化学交互作用均匀地嵌入、分散到SNC中.经高温处理后,SNC放出S2-,多钼酸盐结合S2-生成二硫化钼.SNC有效地防止了二硫化钼聚集成大的颗粒.我们成功地制备出具有较好析氢性能的、高度分散于SNC中的二硫化钼纳米片.通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、元素分析、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对材料进行了表征,通过电催化析氢、电化学阻抗以及稳定性测试等手段研究了其电催化性能.由MoS2/SNC-900-12h的TEM图片可以看出,二硫化钼纳米片高度分散于碳复合材料中,且层数只有一到几层,暴露出了更多的催化活性位点.拉曼光谱图的D带(1341 cm-1)和G带(1584 cm-1)体现出了材料具有较好的石墨化结构,提高了材料的导电性.XPS C 1s谱图中存在C–S和C–N键,S 2p谱图中存在C–S–C、C=S和C–SOx–C键,N 1s谱图中存在吡啶氮和石墨氮,结合元素分析,说明该碳材料确为硫氮共掺杂的碳;Mo谱测试显示出Mo 3d5/2(229.4 eV)和Mo 3d3/2(232.6 eV),证明了二硫化钼成功地嵌入到了碳材料中.电化学性能表征显示MoS2/SNC-900-12h在H2SO4溶液(0.5 mol/L)中展现出较低的起始电位(115 mV)以及低的过电位(237 mV).电化学阻抗测试显示在H2SO4溶液(0.5 mol/L)中过电位为?0.2 V(vs.RHE)时Rct只有124Ω.此外,在?0.3–0 V(vs.RHE)下,经5000圈稳定性测试后性能只有约2.6%(10 mA/cm2)的衰减,说明MoS2/SNC-900-12h同样具有优异的电化学稳定性.     

Pt-CeOx/CNxNT催化剂的高稳定性和高效氧还原性能

通过简便的方法合成出了Pt-CeO_x/CN_xNT催化剂。该催化剂以聚吡咯纳米管碳化后的含氮碳纳米管作为载体,以氧化铈作为助催化剂。实验表明,由于二氧化铈的储氧性能,也由于CN_xNT载体中氮元素的促进作用和其本身独特的一维中空结构,Pt-CeO_x/CN_xNT催化剂的氧还原性能明显高于商业Pt/C。而催化剂优秀的稳定性则源于二氧化铈对Pt纳米颗粒和载体的保护作用。