甲醇电化学催化氧化机理研究进展

甲醇催化氧化机理的研究对催化剂的开发具有重要的意义。本文概述了甲醇在铂表面催化氧化的反应机理;催化剂的中毒情况以及抗CO催化剂的研究进展,重点阐述了催化剂的结构和表面组成以及电极电势对催化活性的影响。目前的催化剂是不令人满意的．基础研究将有助于避免用纯经验的方法来寻求更为理想的催化剂。     

在Mo-Bi-Ce/SiO2催化剂上甲醇氧化制甲醛的Redox机理及其动力学

用外循环无梯度反应器研究了甲醇氧化制甲醛的动力学。动力学实验结果用二步骤Redox模型描述。动力学方程中的参数用线性最小二乘法估计。甲醇的反应级数m和氧的反应级数n与温度有关, m与n的和接近于1, 反应级数的变化可用Redox机理动力学解释。不同处理催化剂的XPS分析结果证实, 反应按Redox机理进行。     

Pt的氧化状态对甲醇氧化活性的影响

采用NaBH4还原法制备了XC-72碳黑负载的Pt电催化剂,并在化学还原后用H2O2处理部分催化剂以改变Pt的氧化状态,以期改善Pt活性中心上水的离解而提高催化活性.X射线光电子能谱结果表明,经H2O2处理的催化剂含有较多的氧化态Pt.通过循环伏安法和记时电流法考察了经处理和未经处理的催化剂在酸性条件下的甲醇氧化的催化...     

PtRu/C电催化剂上甲醇吸附氧化过程的电化学原位红外光谱

采用调变的多元醇法制备了高分散的Pt/C, PtRu/C和Ru/C电催化剂. XRD计算结果表明, PtRu/C电催化剂的平均粒径和合金度分别为2.2 nm和71%. 采用电化学方法和原位傅里叶变换红外反射光谱方法(in situ FTIRS)研究了甲醇在3种电催化剂上的吸附氧化过程, 发现PtRu/C对甲醇的催化活性明显高于Pt/C, Ru的加入一方面影响了甲醇在Pt上的解离吸附性能, 另一方面提供了Ru-OH物种, 从而抑制了低电位下电催化剂中毒. 红外光谱研究结果表明, 线性吸附态CO(COL)是主要毒化物种, 反应产物主要是CO2, 还有少量的甲酸甲酯. 根据实验结果讨论了甲醇在PtRu/C电催化剂上的氧化机理.     

电化学振荡反应在中药鉴定中的应用

介绍化学振荡的由来、特点以及化学振荡理论研究、化学振荡在中药鉴定中的应用进展及未来发展趋势.深化研究化学振荡机理可以建立中药新型的准确、快速、方便的质量评价体系,推动中药在国际市场的发展.     

苯酚在含氯体系中的电化学氧化

以Ru-Ir/Ti三元电极作阳极电解处理苯酚废水,研究废水中Cl-初始浓度对处理效果的影响.结果表明,在一定的电解时间内,苯酚的电化学氧化符合一级动力学方程;废水中Cl-的初始浓度越大,苯酚完全被氧化所需的时间也越短,即其表观速率常数越大.苯酚在Cl-体系中降解的中间产物主要有4-氯苯酚,1-氯苯酚,2,4-二氯苯酚,2,6二氯苯酚,2,4,6-三氯苯酚及各种短链脂肪酸和氯代醇等;最终产物是CO2、CHCl2和CHCl3.电解中间体的生成和降解速率随废水中Cl-初始浓度的增加而增大.据此,导出苯酚在含Cl-体系中电化学氧化的反应途径.     

Pt/CNT纳米催化剂的微波快速合成及其对甲醇电化学氧化的电催化性能

碳纳米管 (CNT)作为制备新型催化剂载体已有广泛的研究 [1～ 8] ,例如 ,在其表面负载 Pt,Ru和Pt Ru后则具有良好的催化性能[1,2 ,6～ 8] .但在 CNT表面负载金属微粒的方法难以获得尺寸和形状均匀的纳米粒子 .因此 ,如何制备超细和均匀的纳米粒子是一项具有重要的学术意义和技术价值的工作 .我们利用微波加热的多元醇工艺合成了 XC-72碳负载铂纳米粒子的催化剂 ,并发现它对甲醇的氧化具有较高的电催化活性 [9] .本文进一步以 CNT作为载体 ,利用微波加热法快速合成了 Pt/ CNT纳米催化剂 ,并对其对甲醇电化学氧化的性能进行了初步研究 …     

Pt微粒修饰纳米纤维聚苯胺电极对甲醇氧化电催化

以脉冲电流法制备的纳米纤维状聚苯胺(PANI)为Pt催化剂载体，用它制备了甲醇阳极氧化的催化电极Pt/（nano-fibular PANI）.研究结果表明, Pt/（nano-fibular PANI）电极对甲醇氧化具有很好的电催化活性,并有协同催化作用.在相同的Pt载量条件下， Pt/（nano-fibular PANI）电极比Pt微粒修饰的颗粒状聚苯胺电极Pt/(granular PANI)具有更好的电催化活性.此外， Pt的电沉积修饰方法同样影响Pt/（nano-fibular PANI）电极对甲醇氧化的催化活性.脉冲电流法沉积Pt形成的复合电极较循环伏安法电沉积得到的Pt复合电极具有更优异的催化活性.     

Pt电极上甲酸电催化氧化机理研究进展

本文综述了甲酸在铂电极上电催化氧化机理的实验和理论研究进展. 铂电极甲酸的电化学氧化主要有两种途径：1）间接途径,甲酸经由CO中间物氧化为最终产物CO₂,室温下该途径对总电流贡献不超过1%;2）直接途径,甲酸直接氧化生成CO₂. 作者课题组对文献中桥式吸附甲酸根是否是甲酸氧化反应直接途径的反应中间物的争论进行了详细的分析和探讨,认为桥式吸附的甲酸根不是间接途径中生成CO的前驱体,也不是甲酸直接氧化途径的中间物. 作者课题组还指出了支持甲酸根是甲酸直接氧化途径的反应中间物的推论的问题所在.     

利用原位红外光谱与微分电化学质谱联用技术研究在Pt以及PtRu电极上发生的甲醇氧化反应

利用电化学衰减全反射原位傅里叶变换红外光谱与微分电化学质谱联用技术,在流动电解池环境以及恒电位条件下研究了Pt电极和Pt电极通过表面电沉积Ru形成的PtRu电极（PtxRuy）上发生的甲醇氧化反应（反应电解质溶液为0.1 mol/L HClO4＋0.5 mol/L MeOH）. 在0.3-0.6 V（参比电极为可逆氢参比）实验用到的所有电极上,CO是唯一能从红外光谱观察到的与甲醇相关的表面吸附物;在Pt0.56Ru0.44电极上可以观察到CO吸附在Ru原子形成的岛上和CO线式吸附在Pt电极表面红外波段,而其他电极上只能观察到Pt表面上线式吸附的CO;甲醇氧化活性按Pt0.73Ru0.27〉Pt0.56Ru0.44〉Pt0.83Ru0.17〉Pt的顺序递减;在0.5V时,甲醇在Pt0.73Ru0.27电极上的氧化反应的CO2电流效率达到了50%.     

甲醇在欠电位沉积Sn/Pt电极上催化氧化

在欠电位沉积（upd）锡修饰的铂电极（upd-Sn/Pt）上,对甲醇电化学催化氧化过程进行了研究.发现当Pt表面upd-Sn的覆盖率在20％附近时,对甲醇的催化氧化的增强作用最为明显；在电位低于0.35 V （vs RHE）时,甲醇在Pt与upd-Sn/Pt电极上氧化只进行到脱氢生成CO的步骤;在0.35 V以后,表面Sn－OH形成,反应Sn－OH＋COads=Sn＋CO2＋H＋＋e有利于表面CO的去除;而Pt电极上,只有0.6 V以后,才有反应Pt－OH＋COads=Pt＋CO2＋H＋＋e发生.因此,Sn的存在有利于甲醇在较低的电位下氧化; Pt电极上CH3OH脱氢并释放出电子的过程是一个快速的过程,表面CO的去除是甲醇氧化过程的控制步骤;甲醇氧化产生的表面吸附态CO 以线式吸附为主,少量的桥式吸附态CO在反应初期即达到吸附饱和; Pt表面上upd-Sn表现的催化增强作用,在光亮铂电极和在高分散铂黑电极上是一致的.     

甲醇在欠电位沉积Ru修饰Pt电极上的催化氧化

采用欠电位沉积(upd)方法在Pt 表面沉积亚单层的Ru制备出upd-Ru/Pt 电极. 通过欠电位沉积前后电极在0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中循环伏安图-152 - 128 mV(vs Ag/AgCl)电位范围内对氢区的数值积分确定Pt表面Ru 的覆盖度. 用电化学方法测试了甲醇在upd-Ru/Pt电极上的催化氧化, 并讨论分析了欠电位沉积电位和Ru的表面覆盖度对甲醇氧化的影响. 结果表明, Ru能够欠电位沉积到Pt表面. Pt表面欠电位沉积少量的Ru 即能大大促进甲醇的氧化.只要控制upd-Ru的沉积量, upd-Ru原子就能大大促进甲醇氧化而与沉积电位无关. Ru原子对甲醇氧化的促进作用与Ru和Pt是否形成合金无关, 而取决于Ru 在Pt表面的百分含量.     

复合有机底物化学振荡体系的中药非线性电化学指纹图谱研究

本文提出了BrO3-Ce4+-H2SO4-丙二酸/苹果酸复合有机底物化学振荡体系,并将其用于研究中药的电化学指纹图谱.考察了振荡体系中各组分的浓度、温度、中药加入量、浸泡时间等因素对振荡图谱特异性的影响,确定了最佳组成及测试条件.研究结果表明,非线性电化学指纹图谱可用于鉴别和评价中药的真伪、药效、道地性等.该方法快速、...     

胆绿素在甲醇—水混合溶液中的电化学行为研究

在甲醇-水混和溶液中。胆绿素可在-0.90 V(vs.SCE)左右产生一灵敏的极谱波,该波波高与胆绿素在8×10~(-8)～1×10~(-6)mol/L范围内呈线性关系,其检出限为4×10~(-8)mol/L。因此,该波可用于胆绿素的测定。本文采用多种电化学方法对胆绿素的极谱波性质进行了研究,发现此波为一与氧有关的吸附催化波。     

甲烷部分氧化反应过程中的振荡行为

采用Monte Carlo方法模拟了甲烷催化部分氧化反应过程中的振荡行为. 根据Langmuir-Hinshelwood表面反应机理,建立了相应的Monte Carlo模型. 结果表明,产物生成速率和表面物种的覆盖度表现出明显的振荡行为, 金属催化剂表面的快速氧化和缓慢还原是导致振荡产生的主要原因.     

ITO表面Pt颗粒的电化学沉积制备及其电催化氧化氨研究

以氧化铟锡(ITO)透明导电玻璃为导电基体, 采用恒电位电化学沉积方法, 在其表面制备Pt颗粒. 使用扫描电子显微镜(SEM), 能量色散X射线荧光光谱(EDS)与X射线衍射(XRD)表征了ITO表面沉积的Pt颗粒的形貌, 成分和结构. 采用循环伏安(CV)和电化学活性面积(EASA)表征Pt/ITO电极在碱性介质中对氨的电催化氧化性能及其有效电化学表面积. 结果表明, 采用电化学沉积方法, 可在ITO表面获得具有较好分散度的亚微米尺寸的Pt颗粒. 制备的Pt/ITO电极在较低Pt担载量(约0.12 mg•cm^－2)的条件下, 即可获得远高于纯Pt电极的电催化氧化氨活性. 这主要归因于电化学沉积制备的Pt颗粒尺寸较小且在ITO表面呈良好分散, 具有很高的电化学活性面积.     

含钼碱性电解液中小分子醇在铂黑电极上氧化时的周期性及 …

乙醇和甲醇在含钼碱性溶液中的铂黑电极上氧化时,在一定条件下可得到循环伏安曲线的周期性及非周期性振荡。通过微调下限电位可控制振荡的周期,其中非周期性振荡具有混沌的特性。     

甲醇在Pt/C和Pt/WO3/C电极上的电氧化

用液相还原法制备碳载Pt(Pt/C)和碳载Pt/WO3(Pt/WO3/C)催化剂.实验表明该催化剂中加入一定量的WO3后,其对甲醇的催化氧化活性和稳定性都有一定提高,并以Pt、W原子比为1∶1的催化剂性能最好.这是由于Pt催化剂中加入了WO3后,其电化学活性比表面积增大,并且降低了对CO吸附强度.