球状多孔Pd纳米粒子超结构的合成及其对甲酸的电催化氧化

在丙酮／水混合溶剂中,以氯代十六烷基吡啶为结构导向剂,水合肼还原PdCl42-,制得了直径范围在30～50nm之间的球状多孔Pd纳米粒子超结构．实验表明,氯代十六烷基吡啶对球状多孔Pd纳米粒子超结构的形成起着重要的作用,不加该表面活性剂时,得到的是实心Pd纳米粒子;而丙酮主要影响表面活性剂胶束的尺寸．此外,本文还研究了球状多孔Pd纳米粒子超结构对甲酸氧化的电催化活性,在0．5mol／L H2SO4＋0．5mol／L HCOOH溶液中的循环伏安结果表明,球状多孔Pd纳米粒子超结构修饰电极在酸性溶液中电催化氧化甲酸的峰电流约为180mA／mg,明显优于实心Pd纳米粒子修饰电极（峰电流为120mA／mg）,且表现出较高的稳定性．     

铅修饰纳米多孔铂催化剂对甲酸氧化的电活性（英文）

用合适金属修饰的铂催化剂能够显著增强其对甲酸氧化的电活性.本文以水热法制备了钛负载的纳米多孔铂电极(nanoPt/Ti),然后采用循环伏安法,通过扫描不同的周数(n),用适量的铅对nanoPt/Ti电极进行修饰,得到一种新型的铅修饰的纳米多孔铂电极(nano Pb_((n))-Pt/Ti).采用循环伏安(CV)、计时电流和计时电位法研究其对对甲酸氧化的电活性.CV结果显示nanoPt/Ti和nanoPb_((n))-Pt/Ti电极对甲酸氧化表现出较高的催化活性,并且nanoPb_((20))-Pt/Ti电极对甲酸氧化的起始电位为-0.06 V,相比nanoPt/Ti电极的起始电位(0.06 V),明显有所负移.此外,nanoPb_((20))-Pt/Ti电极的第一个氧化峰电流密度为12.7 mA·cm~(-2),远远大于nanoPt电极(4.4 mA·cm~(-2));计时电流显示在电位为0.1 V时,在0.5 mol·L~(-1)H_2SO_4+1 mol·L~(-1 )HCOOH溶液中,nanoPb_((20))-Pt/Ti电极达到稳定时的电流为8.09 mA·cm~(-2),是nanoPt电极的60倍,表明铅修饰的nanoPt/Ti对甲酸氧化的电活性急剧增加;在1.5mA、2 mA、2.2 mA和2.5 mA下的计时电位结果表明,nanoPb_((20))-Pt/Ti电极上甲酸氧化过程表现出显著的电化学振荡,且和nano Pt/Ti电极相比,振荡现象能持续更长的时间,说明nanoPb_((20))-Pt/Ti电极具有更强的表面抗毒化能力.     

钯/碳纳米纤维复合材料修饰电极同时检测邻苯二酚和对苯二酚

利用电纺丝技术制得钯/碳纳米纤维复合材料(Pd/CNFs),并将其用于修饰玻碳电极Pd/CNF-GCE/CME.Pd/CNF-GCE/CME对邻苯二酚和对苯二酚的氧化还原反应具有较高的电催化活性,显著提高了二者电化学反应的可逆性.考察了支持电解质的酸度对邻苯二酚和对苯二酚电化学响应的影响,选用0.1 mol/L PBS(pH 8.0)作为支持电解质.用微分脉冲伏安(DPV)法对邻苯二酚和对苯二酚进行选择性检测:当混合溶液中存在50 μmol/L对苯二酚时,邻苯二酚的氧化峰电流与其浓度在1～90 μmol/L范围内呈线性关系,检出限为0.3 μmol/L(S/N=3);当存在50 μmol/L邻苯二酚时,对苯二酚的氧化峰电流与其浓度在2～100 μmol/L范围内呈线性关系,检出限为1.0 μmol/L.另外,此修饰电极具有较好的重现性和较强的抗干扰能力.将此修饰电极用于模拟水样中邻苯二酚和对苯二酚的测定,结果令人满意.     

脉冲电沉积Pd-Ni合金纳米颗粒及其甲酸电催化氧化

采用方波脉冲方法,在钯镍合金电解液中成功地电化学沉积出镍原子含量分别为12.0%、16.4%和22.6%的钯镍合金纳米颗粒. 钯镍合金纳米颗粒为球状,粒径50 ~ 80 nm. 随钯镍合金生长电位负移,合金的镍含量提高,其纳米颗粒大小基本相似但纳米颗粒数目增多,交联度提高和真实活性面积增大. 钯镍合金纳米颗粒镍含量提高,在硫酸溶液中其氢弱吸附峰电流增大. 钯镍合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化活性较好,随合金纳米颗粒的镍含量提高和交联度增加,合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化稳定性更高.     

脉冲电沉积钯镍合金纳米颗粒及其甲酸电催化氧化

采用方波脉冲方法,在钯镍合金电解液中成功地电化学沉积出镍原子含量分别为12.0%、16.4%和22.6%的钯镍合金纳米颗粒.钯镍合金纳米颗粒为球状,粒径50~80 nm.随钯镍合金生长电位负移,合金的镍含量提高,其纳米颗粒大小基本相似但纳米颗粒数目增多,交联度提高和真实活性面积增大.钯镍合金纳米颗粒镍含量提高,在硫酸溶液中其氢弱吸附峰电流增大.钯镍合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化活性较好,随合金纳米颗粒的镍含量提高和交联度增加,合金纳米颗粒电极的甲酸电催化氧化稳定性更高.     

铂钯修饰聚N-乙酰苯胺膜电极对甲酸的电催化氧化

由电化学方法在石墨电极表面制备了规整多孔的纳米结构聚N-乙酰苯胺(PAANI)膜,并以其为载体制备了Pt-Pd/PAANI/C二元金属微粒修饰的聚合物复合膜电极.SEM和XRD研究结果表明,Pt、Pd微粒在PAANI膜中均匀分散,有效地改善了催化剂中贵金属的分散度和电极的结构.在0.5mol/L H2SO4+0.5mol/LHCOOH溶液中的循环伏安结果表明,Pt-Pd/PAANI/C电极在酸性溶液中电催化氧化甲酸的性能明显优于直接电沉积的Pt-Pd/C电极,且表现出较高的稳定性.     

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.     

甲醛在铂纳米颗粒修饰电极上的电化学响应及其应用

用铂纳米颗粒直接修饰玻碳电极,制成了具有大表面积的纳米铂修饰电极.该电极对甲醛的电催化氧化明显优于铂盘电极,电化学响应显著.在碱性介质循环伏安分析中,氧化峰电流与甲醛浓度呈良好的线性关系,检出限为3.8×10(-5)mol/L(1.3μg/L),且多次测量中甲醛氧化峰电流相对标准偏差为1.9%.该修饰电极可用于腐竹提取...     

动态氢气泡/牺牲铜模板法制备蜂窝AuPtCu电催化剂用于甲酸氧化

微/纳多孔金属材料具有高比表面积等优点，在电化学等领域广受关注.本工作通过动态氢气泡模板法，在镀金玻璃碳电极（Au_pla/GCE）上电沉积三维蜂窝状多孔纳米AuPtCu （3DHPN-AuPtCu）复合材料，再阳极溶出Cu，制备了3DHPN-AuPt_Cu/Au_pla/GCE.采用循环伏安法（CV）、金相显微镜、扫描电子显微镜、能量色散谱和电感耦合等离子体-原子发射光谱等手段表征了相关修饰电极.所制3DHPN-AuPt_Cu/Au_pla/GCE在含0.2 mol/L HCOOH的0.5 mol/L H₂SO₄水溶液中，电催化氧化甲酸的峰电流密度为12.5 mA·cm_Pt^-2（CV，-0.3～1.0 V，50 mV/s），优于有关对照电极和很多已报道的Pt复合物修饰电极，表明通过这种动态氢气泡/牺牲铜双模板法可制备出电催化性能优异的金属蜂窝结构.     

兼具高孔隙率和梯度孔隙结构的多孔钯块材的制备、表征及其电化学性能研究

钯材料广泛用于氢同位素储存和分离、催化和传感等领域.传统的负载钯催化材料具有优异的乙醇和甲醇等电化学催化氧化性能.除此之外,负载钯催化材料还具有优异的甲烷催化燃烧性能.然而,很多研究显示负载钯催化材料存在很多不足,例如在工程应用过程中不稳定,纳米颗粒会发生聚集和长大,进而引起材料性能急剧下降等.不同于钯片、海绵钯粉末和负载钯催化材料,多孔钯具有三维连通的孔隙结构,可避免团聚现象的发生.同时,多孔钯还具有一些特殊的物理化学性能.研究表明,梯度孔隙结构是一种高效的电化学催化结构.因而近年来很多研究者都致力于探索具有高孔隙率和梯度孔隙结构多孔钯块材的制备方法.已有的研究包括造孔剂法和模板法等,但上述方法制得的多孔钯块材均存在比表面积低或难以获得块体材料缺点.我们研究组发展了一种制备兼具高孔隙率和梯度孔隙结构的多孔钯块材的新方法.即通过以一定粒度的NaCl颗粒作为造孔剂放电等离子烧结制备PdAl合金复合块材,然后通过去离子水溶解获得多孔PdAl合金,最后经过在盐酸溶液中去合金化得到具有数十微米的宏观大孔和约10纳米的纳米孔等梯度孔隙结构的多孔钯块材.当造孔剂添加量为20 vol.%,制得了孔隙率高达88%且完整的多孔钯块材.对该多孔钯块材的力学性能进行了测试,其压缩强度为0.5 MPa.对该块材进行氮吸附测试,测试结果显示其比表面积达到54 m2/g.我们进一步对该多孔钯块材的乙醇电化学催化氧化性能进行了研究.对不同扫描速度下多孔钯块材在KOH(1 mol/L)+乙醇(0.8 mol/L)溶液中电催化活性进行分析.随着扫描速率从10 mV/s提高到50 mV/s,正扫描峰电流密度也逐渐提高,且峰电位向正电位方向移动.对峰电流密度和扫描速率的平方根进行拟合,发现它们之间存在明显的线性关系,表明该电催化氧化行为是一个受扩散控制的过程.随着溶液中乙醇浓度不断增加,正扫描方向乙醇氧化峰的峰电流呈现出先增大后减小的趋势.这是因为乙醇基和羟基在钯表面的竞争性吸附造成的.当乙醇浓度较高时,乙醇基会占据钯表面大量的活性位,从而阻碍和抑制羟基的吸附.此时,羟基在钯表面的吸附成为电氧化反应的控制因素.因此,只有选择合适的乙醇浓度,才能更好地发挥材料的电催化性能.当乙醇浓度为2 mol/L时,峰电流最大,达到120 mA/cm2,表明多孔钯块材具有优异的电催化性能,这与该材料的梯度孔隙结构、高比表面积和高孔隙率密切相关.进一步对多孔钯块材的催化稳定性进行研究.该多孔钯块材显示出了优异的催化稳定性,当经过50次循环后,乙醇氧化峰的峰电流仅下降到~110 mA/cm2.     

Organometallic Au(III) Based Electrochemical Sensor with Wide Anodic Potential Window for Sensitive and Selective Detection of Ochratoxin A

Herein, an organometallic Au(III) catalyst was easily prepared via self-assembly method using chloroauric acid (HAuCl₄) and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). The electrode fabricated by the catalyst not only shows extended anodic potential window compared to that of Au nanoparticle-based electrode, but also possess the high electrocatalytic activity in the selective oxidation of Ochratoxin A. Under optimized conditions, the modified electrode exhibits a wide linearity range from 1.0×10⁻⁷ to 1.0×10⁻⁵ mol/L and a low detection limit of 2.9×10⁻⁸ mol/L (S/N=3). Furthermore, the electrochemical sensor possesses good recoveries between 93.5 % and 98.2 % in real sample analysis, indicating high accuracy in real sample analysis.     

电化学方法制备高分散Pt/CMK-3及其对甲醇电化学催化性能

采用直接电化学还原法在介孔碳(CMK-3)载体上直接电沉积高分散的铂纳米颗粒,制备CMK-3复合铂纳米颗粒电极(Pt/CMK-3)。 通过透射电子显微镜分析发现,铂纳米颗粒非常均匀的分布在CMK-3上,平均粒径约5 nm。 通过循环伏安测试,分析了催化剂不同负载铂含量时氯铂酸的利用率,在理论铂质量分数为20%时,这种方法制备的Pt/CMK-3所使用的氯铂酸的利用率最高,在1 mol/L CH3OH+0.5 mol/L H2SO4溶液中循环伏安测试电流密度达到382 A/g。 在相同实验条件下,Pt/CMK-3电极对甲醇电催化活性远高于Pt/XC-72(炭黑)电极和用常规电沉积方法制备的Pt/CMK-3电极。     

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.     

以3,4-二羟基肉桂酸为介质的多壁碳纳米管糊电极用于检测药物和尿液样品中的谷胱甘肽(英文)

A sensitive and selective electrochemical sensor for the determination of glutathione(GSH) was developed using a modified multiwall carbon nanotube paste electrode with 3,4 dihydroxy cinnamic acid as a mediator.This modified electrode showed very high electrocatalytic activity for the anodic oxidation of GSH.Under the optimized conditions,the electrocatalytic peak current showed a linear relationship with GSH concentration in the range of 0.5-400.0 μmol/L with a detection limit of 0.1 μmol/L GSH.The relative standard deviations for seven successive assays of 5.0 and 25.0 μmol/L GSH were 2.2% and 2.7%,respectively.The modified electrode was used for the determination of GSH compounds in real urine samples.     

壳层厚度可调控的Ag@Pd@Pt纳米粒子的合成和甲酸电催化研究

在本课题组研究55 nm Au@Pd@Pt对甲酸电催化效果基础上,我们采用Ag取代Au制备55 nm Ag@Pd@Pt纳米粒子以降低催化剂的成本,并对甲酸的电催化行为进行研究. 研究表明：少量Pt的存在可大幅度提高催化剂的活性,当Pt的覆盖度为0.5 单原子层（ML）时,起始氧化电位最为靠前,氧化峰电流最大,这与Au@Pd@Pt纳米粒子对甲酸电催化行为类似. 与Au@Pd@Pt纳米粒子相比,其最佳起始氧化电位偏正0.05 V,但电催化活性并没有明显的降低. 通过改变催化剂比表面积研究甲酸的电催化行为,发现将9 nm Ag纳米粒子作为内核的9 nm Ag@Pd@Pt负载在活性炭中,在保持催化活性不变的情况下,碳载的催化剂价格可比55 nm Au@Pd@Pt纳米粒子降低220倍左右.     

碳球担载二硫化钴纳米复合电催化剂的制备及其析氢性能研究

采用一步水热法,通过引入载体碳球(CSs)和表面活性剂CTAB,将二硫化钴(CoS_2)纳米颗粒均匀负载在CSs表面.相比于单独的CoS_2,改性后CSs担载的CoS_2(CoS_2/A-CSs)展现出了更好的电催化活性.在电解液为0.5mol/L H_2SO_4溶液中,电流密度为10 mA·cm~(-2)条件下,其析氢反应过电位仅为154 mV.经过12 h的稳定性测试,CoS_2/A-CSs析氢反应过电位为180 mV,这表明其仍具有良好的电化学催化析氢反应活性.这种复合电催化剂的优良性能主要归因于CSs的高导电性和其对CoS_2纳米颗粒的均匀分散;此外,CTAB的引入,促使CSs与CoS_2之间结合的更加紧密,进而加快了活性位点间的电子传导.     

A novel non-enzyme hydrogen peroxide sensor based on an electrode modified with carbon nanotube-wired CuO nanoflowers

We have prepared a novel sensor for hydrogen peroxide that is based on a glassy carbon electrode modified with a film containing multi-walled carbon nanotubes wired to CuO nanoflowers. The nanoflowers were characterized by X-ray powder diffraction, and the electrode was characterized by cyclic voltammetry (CV) and scanning electron microscopy. The response of the modified electrode towards hydrogen peroxide was investigated by CV and chronoamperometry and showed it to exhibit high electrocatalytic activity, with a linear range from 0.5?μM to 82?μM and a detection limit of 0.16?μM. The sensor also displays excellent selectivity and stability.

制备条件对甲醇电氧化催化剂PtRu/CAs性能的影响

本文利用液相浸渍还原的方法制备了PtRu/C催化剂, 其中Pt质量百分含量分别为15%, Pt和Ru的原子比为2:1. 研究了金属前驱体于不同介质（CH3COOH、H2O及CH3COONa）中浸渍所制备的催化剂组成, 结构以及活性方面的区别. 同时比较分析了不同载体（碳纳米管CNTs与碳气凝胶CAs）对催化剂性能的影响. 催化剂的物化性质通过XRD, TEM以及EDS来表征, 并采用循环伏安法测试其电化学性能. 结果表明以碳气凝胶为载体,均匀分散于异丙醇与水混合溶液后, 加入CH3COOH, 使金属前驱体在酸性介质中浸渍, 再用NaOH调节pH值至碱性, 同时生成CH3COONa作为稳定剂, 然后再用NaBH4还原所制得的催化剂具有更高的电催化活性, 其峰电流密度达到38.24 mA/cm2, 远高于本文中在其他条件下制备的催化剂.