(PtAuPt)HN/GC的制备及对甲酸氧化的电催化性能

以Se溶胶为模板,合成了多层核壳结构的Se@Pt@Au@Pt实心纳米粒子;采用化学与电化学相结合的除硒方法制得了(PtAuPt)HN/GC,并表征了(PtAuPt-Se)HN的表面形貌、结构与组成;以甲酸为探针分子,比较了(PtAuPt)HN/GC和Pt/C/GC对甲酸氧化的电催化行为,发现(PtAuPt)HN/GC催化甲酸氧化只有1个氧化峰,峰电位和峰电流分别约为0.35V和1.22mA/cm2,而Pt/C/GC则有2个氧化峰,在0.35V时所对应的电流密度仅约为0.30mA/cm2,前者在该电位时的电流密度是后者的4倍;在0.30mA/cm2的电流密度下,(PtAuPt)HN/GC对应的电极电位为0.01V,比Pt/C/GC负移了340mV;在600s时的计时电流分别为0.06和0.02mA/cm2.(PtAuPt)HN对甲酸氧化的电催化活性不但比Pt/C高,而且具有一定的抗CO中毒性能.     

Pt纳米空球粒径的可控制备及其甲醇电催化氧化

利用表面活性剂十二烷基磺酸钠（SDSN）的调控合成不同粒径的硒模板和铂纳米空球（Pthollow）,并将其修饰于玻碳（GC）基底即可制得Pthollow/GC电极;采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）和X射线光电子能谱等观察表征了Pthollow样品的形貌与组成;以甲醇为探针分子,研究Pthollow/GC和电沉积铂电极（Ptnano/GC）对甲醇氧化的电催化活性. 结果表明,由铂原子簇团构筑的多孔铂纳米空球粒径均匀,分散性好;用4 μmol·L^-1 SDSN控制合成的直径为130 nm的Pthollow制备的Pthollow/GC电极对甲醇氧化的电催化活性最佳.     

γ-脲丙基三乙氧基硅烷的制备及表征

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷与尿素进行亲核取代反应,合成了γ-脲基丙基三乙氧基硅烷;通过对工艺条件的优化制备得到了纯度高达99%以上的产品并采用红外光谱及核磁进行了表征。     

Ag/AgCl/BiOIO3三元复合物光催化剂的性能增强机制

半导体光催化技术是一种环境友好技术,它既能在温和条件下应用于环境领域——利用光能降解有机和无机污染物,又可应用于能源领域——将低密度的太阳能转化为高密度的洁净能源,因而在解决环境污染和能源匮乏问题方面展现出巨大的应用潜力.最近,一种新型Bi基光催化剂, BiOIO3,表现出优异的紫外光催化性能.它由层状[Bi2O2]2+和[IO3]?组装而成,带隙为3.1 eV左右.然而,其较大的带隙限制了其对太阳光的利用.近年来,多种方法如金属掺杂、非金属掺杂、半导体复合、光敏化改性和加氢处理被用来提高半导体的光催化效率.其中,以Ag/AgX (X=Cl, I和Br)作为助催化剂可提高体系的可见光吸收和载流子的分离能力,从而增强光催化性能.基于此,我们设计并合成了一种新型的三元光催化剂.首先采用水热法合成了BiOIO3纳米片,然后在室温条件下原位引进Ag/AgCl,制备了Ag/AgCl/BiOIO3三元异质结构.与Ag/AgCl和纯的BiOIO3相比,该三元Ag/AgCl/BiOIO3复合物光催化剂对NO表现出优异的可见光光催化去除性能.本文采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描式电子显微镜(SEM)、电化学测试(光电流和阻抗谱)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)等表征手段研究了Ag/AgCl/BiOIO3光催化性能增强的机制. SEM结果表明,制备的Ag/AgCl/BiOIO3三元复合物为纳米颗粒和纳米片形貌, Ag/AgCl的引入对BiOIO3形貌影响不大. XRD和XPS测试结果表明,与纯的BiOIO3相比,随着Ag/AgCl 的加入,复合物的峰位置发生了明显位移,表明Ag, AgCl和BiOIO3三组分间存在强的相互作用.光电流响应图谱表明,随着Ag/AgCl的加入, Ag/AgCl/BiOIO3的光电流强度明显增强,同时阻抗谱的圆弧直径明显减小,表明电子和空穴的分离能力增强. UV-Vis图谱中, BiOIO3在可见光区几乎没有吸收,而三元复合物表现出明显的可见光吸收,且随着Ag/AgCl量的增加,复合物的可见光吸收增强,该吸收归结于复合物中Ag的表面等离子体吸收.结合之前报道的光催化剂体系如Ag/AgCl和Ag/AgCl/TiO2,我们提出了Ag/AgCl/BiOIO3复合物光催化剂性能增强的机制.在可见光照射下, Ag0因其表面等离子体吸收而产生电子空穴对.由于功函数不同, Ag和BiOIO3之间形成肖特基势垒.电子从Ag0表面转移到BiOIO3的导带上, BiOIO3导带上电子的电势不足以把O2氧化成?O2?,但电子能以多电子的形式与O2和H+生成水.同时, Ag0表面的空穴能将AgCl表面的Cl?氧化成Cl0.光照诱导AgCl表面的部分Ag+离子被还原,所以AgCl粒子的表面带负电荷. Cl0是活性自由基,能够氧化去除NO,反应之后自身被还原成Cl?.由此可见,在三元复合光催化剂中, Ag0在可见光照射下因其表面等离子体效应产生电子空穴对,随后BiOIO3有效地分离了光生载流子,使得复合材料能有效地利用光生电子和空穴.故三元Ag/AgCl/BiOIO3复合物光催化剂增强的光催化性能可归结于Ag的表面等离子体吸收和BiOIO3的载流子分离能力.该结果有助于设计和制备具有优异的光催化性能的BiOIO3基材料.     

Pt纳米空球壳厚的可控制备及对甲酸的电催化氧化

本文以约120nm的α-Se球为模板,抗坏血酸为还原剂,H2PtCl6为前驱体,通过改变氯铂酸的用量可控合成了不同壳厚的纳米铂空球（Pthollow）及其修饰玻碳（GC）电极（Pthollow／GC）;采用扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）、能量色散X射线（EDX）谱、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）谱和选区电子衍射（SAED）图等表征其形貌、组成与结构;以甲酸为探针分子,采用循环伏安和计时电流法研究了甲酸在Pthollow／GC电极上的电催化氧化行为．结果表明,所制备的Pthollow分散性好、粒径比较均匀,其多孔球壳是由多维多级的铂原子团簇所构建,呈现多晶铂的结构与性质;当RPt/Se=1．2时,所合成Pthollow。对甲酸的电催化氧化活性最高,且明显优于电沉积铂（Ptnano）修饰GC电极（Ptnano／GC）,为直接甲酸燃料电池（DFAFC）阳极材料的优化制备提供了一定的实验与理论依据,有潜在的应用推广价值．     

以Ag为模板制备Pt纳米空球及其对甲醇氧化的电催化性能

以硝酸银为前驱体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,抗坏血酸(AA)为还原剂,在18℃下通过调节氢氧化钠的加入量合成了2种不同粒径的银溶胶;以银溶胶为模板,在室温下合成了不同粒径的铂包银(Ag@Pt)实心纳米粒子;用浓氨水除去Ag核得到球壳上含残留银的铂纳米空球[(Pt-Ag)hollow]及其修饰玻碳(GC)电极[(Pt-Ag)hollow/GC];再用电化学法除去(Pt-Ag)hollow/GC电极上的残留银后,制得铂纳米空球(Pthollow)修饰的GC电极(Pthollow/GC).采用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等表征了Pthollow的形貌、组成和结构;以甲醇为探针分子,研究比较了Pthollow/GC和实心铂纳米粒子(Ptnano)修饰GC电极(Ptnano/GC)对甲醇氧化的电催化活性.结果表明,Pthollow分散性好,粒径比较均匀;球壳多孔,具有粗糙的内外表面,比表面积大,是由铂原子和多维多级的铂原子团簇构建的结晶度不高的多晶铂;Pthollow/GC对甲醇的电催化氧化活性明显优于Ptnano/GC电极,且大大降低了贵金属Pt的用量.