电沉积制备钯铂电极上乙醇的电催化氧化

研究了乙醇在碱性介质（１．０ｍｏｌ·Ｌ－１ＮａＯＨ）中电沉积制备的Ｐｄ／ＧＣ、Ｐｔ／ＧＣ和Ｐｄ．Ｐｔ／ＧＣ电极上的电催化氧化．实验结果表明：由此法制备的钯铂系列合金电极对乙醇的电催化氧化表现出明显的协同效应─—乙醇在含把原子分数ｙｐｂ＝０．３３６的Ｐｄ－Ｐｔ／ＧＣ合金电极上的阳极交换电流密度是其在纯铂电极上的３０多倍．     

铂微粒修饰的聚苯胺薄膜电极对甲醛氧化的电催化作用

以电位扫描法把铂微粒沉积在聚苯胺（ＰＡｎ）薄膜是上以制得铂微粒修饰的聚苯胺薄膜电极。该电极的催化活性以甲醛在０．５ｍｏｌ／Ｌ硫酸溶液中的电化学氧化测定。它集催化活性和电活性于一体，对甲醛在酸性介质中的电化学氧化显示了非常高的电催化活性。较之裸铂电极，ＰＡｎ薄膜电极，其催化电流提高１０倍。铂微粒的大小，分布和载量，甲醛的浓度，基体金属的种类等因素对电极材料的催化活性均有影响。     

钯微粒修饰聚苯胺电极对甲酸氧化的电催化研究

有机小分子的燃料电池具有重要的应用前景,人们对它在贵重金属上的电催化氧化进行了大量研究。Pd具有不同于其它贵重金属的特性,在甲酸氧化中表现出与其它金属不同的电催化机理。Gholamian报道了将Pt微粒修饰聚苯胺电极对甲酸氧化的电催化研究,我们发现以多聚磷酸作为支持电解质所聚合的聚苯胺(PAN)再修饰金属原子方面具有其独特之处,并且用Pt进行再修饰之后对甲酸氧化的催化活性明显高于文献[4]的报道。因此本实验选用多聚磷酸为支持电解质电聚合苯胺,然后将钯微粒嵌入沉积到PAN中,并研究其对甲酸氧化的电催化作用。     

电沉积制备钯铂电极上乙醇的电催化氧化

研究了乙醇在碱性介质（１．０ｍｏｌ．Ｌ＾－１ＮａＯＨ）中电沉积制备的Ｐｂ／ＧＣ、Ｐｔ／ＧＣ和Ｐｄ－ｐｔ／ＧＣ电极上的电催化氧化,实验结果表明：由此法制备的钯铂系列合金电极对乙醇的电催化氧化表现出明显的协同效应－乙醇的含钯原子分数ｙｐｄ＝０．３３６的ｐｄ－ｐｔ／ＧＣ合金电极上的节极交换电流密度是其在纯铂电极上的３０多倍。     

Pd（OAc）2／HQ／FePc催化环己烯氧化合成环己酮反应机理

在醋酸钯［Ｐｄ（ＯＡｃ）２］／氢醌（ＨＱ）／酞菁铁（ＦｅＰｃ）催化环己烯氧化合成环己酮反应中，应用ＸＰＳ、ＵＶ－Ｖｉｓ，ＩＲ和循环伏安法考察了经剂各组分在反应前后存在状态，以及Ｐｄ（ＯＡｃ）２，Ｐｄ（ＯＡｃ）２／ＢＱ（苯醌）对环己烯的作用，ＦｅＰｃ对ＨＱ的催化氧化，讨论了Ｐｄ（ＯＡｃ）２／ＨＱ／ＦｅＰｃ催化环己烯氧化合成环己酮的作用机理。     

水热氧化法制备γ-Mn2O3

研究了用电化学方法制备的铂微粒修饰的聚２,５二甲氧基苯胺电极对甲酸的电催化氧化,用ＳＥＭ、ＸＰＳ表征了这种电极材料的表面结构,结果表明,这种复合电极对甲酸在酸性介质中电化学氧化具有很高的催化活性,较之裸铂电极其催化电流提高１００多倍．循环伏安法制备的铂微粒较均匀地分布在聚合物上,其粒径大约为３００ｎｍ．研究了铂微粒载量、阴离子种类、反应温度和浓度等因素对电极催化活性的影响．     

PdSAPO－5分子筛在甲醇转化反应中的催化性能及机理

用连续－脉冲激反应色谱评价了不同ＳＡＰＯ－５分子筛及一步法合成的ＰｄＳＡＰＯ－５催化剂对甲醇制烯烃（ＭＴＯ）反应的催化性能，用ＴＰＤ－ＭＳ及１３ＣＣＰＭＡＳＮＭＲ研究了其催化反应机理．结果表明，ＰｄＳＡＰＯ－５比ＳＡＰＯ－５和Ｐｄ／ＳＡＰＯ－５有更高的烯烃选择性，这是由于反应物凝胶中加入的钯对分子筛的酸性具有调节作用，加入不同形式的钯源，其调节作用有较大的差别，并使分子筛上甲醇及生成的二甲醇的脱附温度不同．此外，钯还充当了脱氢中心，可从二甲基已基氧离子中脱下一个氢原子，从而有利于乙烯的生成．ＮＭＲ结果表明，此类催化剂上的结炭存在多种形式．反应生成乙烯的甲氧基离子主要是二甲基乙基氧离子；甲醇在此类催化剂的部分钯粒子上脱氢生成ＣＨ２Ｏ．     

二氧化铈对钯汽车催化剂的氧化氮还原性能的影响

在火焰脉冲－微反装置上考察了Ｐｄ催化剂的三效性能，同时利用ＸＰＳ、ＴＰＲ和催化剂表面贮氧量的测定，研究了氧化柿对ＰｄＯ／Ａｌ２Ｏ３上三效性能的影响，尤其是对ＮＯｘ还原性能的影响。ＰｄＯ／Ａｌ２Ｏ３催化剂上的ＮＯｘ还原和ＨＣ的氧化互相干扰，ＣｅＯ２的加入能够改变Ｐｄ的电价，削弱ＨＣ的干扰，使ＮＯｘ还原活性在贫氧区（Ａ／Ｐ＜１４．７）大为提高。另外ＣｅＯ２还能提高Ｐｄ催化剂的表面贮氧量，降低ＮＯｘ的反应活化能，而且ＮＯｘ还原的高转化率向高空燃比扩展。     

活性碳纤维氧化还原吸附Pd^2＋机理的研究—XPS的研究

在以前２所作ＶＡＣＦ氧化还原吸附Ｐｄ＾２＋的研究基础上，用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）和其他分析方法对ＶＡＣＦ吸附Ｐｄ＾２＋前后的表面化学结构进行了系统分析。结果表明：ＶＡＣＦ表面的还原性基团越多，还原能力越强，越有利于ＶＡＣＦ对Ｐｄ＾２＋的氧化还原吸附。凡明利于Ｐｄ＾２＋电极电位提高的因素，都 有利于ＶＡＣＦ的氧化还原吸附。适当调节吸附液的Ｐ至ＶＡＣＦ的氧化还原吸附同样是有利的。     

含手性膦配体的钯（Ⅱ）配合物的二维核磁共振研究

利用一维和二维ＮＭＲ技术，对含有手性膦配体甲基－３脱氧－３（二苯膦基）－４，６－氧－苄叉基－α－Ｄ一吡喃阿卓糖苷（３－ＭＢＰＡ）和甲基－２－脱氧－２－（二苯膦基）－４，６－氧－苄叉基－α－Ｄ－吡喃阿卓糖苷（２－ＭＢＰＡ）的钯配合物ｔｒａｎｓ—［Ｐｄ（３－ＭＢＰＡＨ）２ＣＩ２」（１），ｔｒａｎｓ－［Ｐｄ（２－ＭＢＰＡＨ）２ＣＩ２］（２）和ｃｉｓ－［Ｐｄ（３－ＭＢＰＡ）２］（３），ｃｉｓ－［Ｐｄ（２－ＭＢＰＡ）２］（４）进行~１Ｈ和~（１３）Ｃ ＮＭＲ谱分析，归属了全部的~１Ｈ和~（１３）Ｃ ＮＭＲ谱线，并根据磷的化学位移及Ｒａｍａｎ谱确定化合物（３）和（４）是顺式构型，对实验中的一些现象也做了简单讨论。     

甲酸在钯微粒修饰聚苯胺电极上氧化的协同效应研究

Electrochemical oxidation of formic acid on PAN(Pd) electrode has been studied using conventional electrochemical techniques and the electrochemical in-situ FTIR. The process of electrochemical oxidation of PAN(Pd) electorde has been put forward. The kinetic parameters of different thickness of PAN film such as diffusion coefficient (D0) and reaction rate constant(k0) have been calculated. Furthermore, the causes of the difference between PAN(Pd) and pure Pd(or Pt) electrodes as well as the high electrocatalytic activation of PAN(Pd) electrode for oxidation of fomic acid have also been discussed. The high catalytic activation of PAN(Pd) electrode for oxidation of formic acid probably comes from the synergistic effect of the subcatalytic interaction of PAN and the catalytic interaction of the palladium microparticles.     

Pd/TiC-C催化剂对甲酸氧化的电催化性能

研究了TiC和C作混合载体的Pd(Pd/TiC-C)催化剂对甲酸氧化的电催化性能。发现Pd/TiC-C催化剂对直接甲酸燃料电池(DFAFC)中甲酸氧化的电催化性能要优于Pd/C催化剂。而且,Pd/TiC-C催化剂的电催化性能与C和TiC的质量比有关,当质量比为2时,Pd/TiC-C催化剂对甲酸氧化的电催化活性和稳定性最好,甲酸在C和TiC的质量比为2的Pd/TiC-C催化剂电极上的氧化峰峰电位为0.164 V,比在Pd/C催化剂电极上负移12 mV,峰电流密度为23.08 mA/cm2,比在Pd/C催化剂电极上高约42％。     

偏钒酸钠对甲酸在Pd/C催化剂上氧化的电催化性能影响的机理

直接甲酸燃料电池的两大问题是Pd催化剂对甲酸氧化的电催化稳定性不好和Pd能催化甲酸分解。研究发现,当Pd/C在偏钒酸钠溶液中浸泡后能吸附上VO3-,吸附上VO3-的Pd/C催化剂对甲酸分解的催化性能会大大降低,由甲酸分解产生的CO的量也大大降低,使Pd/C催化剂被CO毒化的几率也大大降低,因此,在偏钒酸钠溶液中浸泡后的Pd/C催化剂对甲酸氧化的峰电流密度要比没有浸泡的Pd/C催化剂高13%左右。计时电流曲线的测量表明,6000 s时在偏钒酸钠溶液中浸泡后的Pd/C催化剂对甲酸氧化的峰电流密度要比没有浸泡的Pd/C催化剂高42%左右。结果证明,在偏钒酸钠溶液中浸泡能提高Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化活性,特别是电催化稳定性。     

一种新型的甲酸/铁离子燃料电池

以甲酸为燃料、 Fe³⁺为氧化剂组成了一种新型的甲酸/铁离子燃料电池, 阳极催化剂为多壁碳纳米管(MWCNT)或β-环糊精修饰的MWCNT(β-CD-MWCNT)负载的金属钯或钯锡纳米颗粒: PdSn/MWCNT, Pd/β-CD-MWCNT和PdSn/β-CD-MWCNT. 运用循环伏安(CV)和计时电流(CA)等技术研究了各催化剂在碱性条件下对甲酸氧化反应的电催化活性. 结果表明, 加入适量的金属锡能促进钯对甲酸的电催化氧化, 甲酸氧化电位提前, 电流密度增加; 环糊精的改性对催化剂电催化活性有一定提升. 将上述催化剂制成电池阳极片, 碳粉制成电极阴极片, 组成甲酸/铁离子燃料电池并测试其放电性能. 结果表明, 电池的开路电压在0.981.20 V之间; 以PdSn/β-CD-MWCNT为阳极时, 其最大放电电流密度达50 mA/cm², 最大功率密度达12.6 mW/cm², 远优于以Pd/C为阳极的电池性能.     

用NH4F络合还原法制备的炭载Pd催化剂对甲酸分解的催化性能和甲酸氧化的电催化性能

直接甲酸燃料电池(DFAFC)的两大问题是炭载Pd(Pd/C)催化剂对甲酸氧化的电催化稳定性不好和Pd催化剂能催化甲酸分解。发现用NH4F络合还原法制备的NH4F修饰Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化活性要比Pd/C催化剂好大约20%,电催化稳定性也要稍优于Pd/C催化剂。在120 s内和30℃下,甲酸在Pd/C催化剂上分解产生38 mL气体,但在NH4F修饰Pd/C催化剂上基本上不分解,因此NH4F修饰主要能抑制Pd催化剂催化分解甲酸的能力,而且又能在一定程度上提高Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化性能。     

炭载Pd-Pb合金纳米粒子对甲酸电催化氧化的影响

通过浸渍还原方法制备了具有不同化学计量比的炭载Pd-Pb合金纳米粒子催化剂. XRD和TEM测试结果表明, Pd-Pb合金纳米粒子的晶格常数随Pb元素含量的增加而增加, 相应的粒子尺寸随Pb元素含量的增加而减小. 循环伏安、CO溶出和计时电流等电化学测试结果表明, 炭载Pd-Pb合金纳米粒子催化剂对甲酸氧化的电催化活性随Pb含量的增加而降低.     

Formic acid electrooxidation on Pd in acidic solutions studied by surface-enhanced infrared absorption spectroscopy

A mechanistic study of electrocatalytic oxidation of formic acid on Pd in sulfuric and perchloric acids is reported. Surface-enhanced infrared absorption spectroscopy in the attenuated total reflection mode (ATR-SEIRAS) shows the adsorption of CO, bridge-bonded formate, bicarbonate, and supporting anions on the electrode surface. Poisoning of the Pd surface by CO, formed by dehydration of formic acid, is very slow and scarcely affects formic acid oxidation. The anions are adsorbed more strongly in the order of (bi)sulfate > bicarbonate > perchlorate, among which the most strongly adsorbed (bi)sulfate considerably suppresses formic acid oxidation in the double layer region. The oxidation is suppressed also at higher potentials in both acids by the oxidation of the Pd surface. Adsorbed formate is detected only when formic acid oxidation is suppressed. The results show that formate is a short-lived reactive intermediate in formic acid oxidation and is hence detected when its decomposition yielding CO(2) is suppressed. The high electrocatalytic activity of Pd can be ascribed to the high tolerance to CO contamination and also high catalytic activity toward formate decomposition.     

On the origin of reactive Pd catalysts for an electrooxidation of formic acid

We investigated the origin of the reactive surface of Pd catalysts during the electrocatalytic oxidation of formic acid. XPS analysis was the primary tool adapted to characterize the surface changes in Pd catalysts arising from interactions with formic acid. Pd catalysts showed fast deactivation, though their activity could be simply recovered by applying a reduction potential at which hydrogen evolution reaction can occur. XPS analysis revealed that the surface of Pd catalysts is significantly affected by interaction with formic acid, thus confirming that the surface coverage of oxygen species plays an important role in formic acid electrooxidation on the Pd catalysts. At the same time, mass transfer of formic acid also has an effect on the deactivation of Pd catalysts.     

电解液中的乙二胺四甲叉膦酸对甲酸在炭载Pd催化剂上电氧化性能的影响

利用X射线能量色散(EDS)谱、X射线衍射(XRD)谱、透射电子显微镜(TEM)和电化学等技术研究了在电解液中添加乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)对甲酸在Pd/C催化剂上电氧化性能的影响. 结果表明, 当EDTMP添加的浓度为0.5 mmol/L时, Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化活性和稳定性最好. 这主要归结于吸附在Pd/C催化剂表面的EDTMP不但能通过基团效应降低CO的吸附量, 还能抑制Pd/C催化剂催化甲酸分解的速率, 从而减少了CO的毒化作用. 但当EDTMP的浓度大于0.5 mmol/L时, 吸附过多的EDTMP反而会占据Pd的活性位点, 降低催化作用.