微结构对纳米碳纤维氧阴极还原性能影响

在制备微结构可控纳米碳纤维基础上,研究纳米碳纤维微结构对氧气电催化还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)性能的影响.利用化学还原法合成了Pt电催化剂,研究了纳米碳纤维微结构对Pt/CNFs电催化剂电催化性能的影响.研究发现,相对于基于活性炭的电催化剂,载于纳米碳纤维的电催化剂具有较高的ORR活性;同时,基于板式纳米碳纤维的电催化剂表现出最高的ORR活性.     

酮戊二酸接枝壳聚糖-纳米金粒子复合物固定漆酶基电极的催化氧还原性能

以α－酮戊二酸接枝壳聚糖和纳米金溶胶共混所得复合物为固定漆酶的载体,将固酶复合物滴涂在裸玻碳电极表面干燥后,得到固定漆酶基阴极。文章考察了此电极在不含底物的电解质溶液中的直接电化学行为,同时还考察了其在扩散型电子中介体存在时的异相电子迁移动力学,同时研究了此电极对氧气还原反应的催化性能（中介体存在时）。在此基础上进一步考察了此电极作为氧气电化学传感器的性能。研究结果表明：α－酮戊二酸接枝壳聚糖一纳米金溶胶复合物固定漆酶修饰电极在无电子中介体时不能实现漆酶活性中心与电极之间的直接电子迁移,也不具备催化氧还原的性能。在扩散型电子中介体存在时,该电极能在较高的电位（催化氧还原的起始电位：790mV）下实现氧气的电还原,而且对氧气浓度较为敏感。这种漆酶基电极的在生理pH值时仍具有一定的催化活力。这种电极对氧的传感性能良好：检测限低达0．5×10－6mol／L、灵敏度高达35．6×10-6AL／mmol和良好的对氧亲和力（KM=89．9×10mol／L）。     

氮掺杂炭锚定二氧化钛的制备及电催化氧还原性能

目前人们正在积极寻找非贵金属催化剂以取代昂贵的铂系氧还原反应催化剂.本文研究一种非贵金属催化剂TiO2分散在N掺杂碳(TiO2/N—C)上,其在碱性溶液中的ORR活性与20％(wt)Pt/C相当,其中,在0.1 mol/L KOH溶液中,TiO2/N-C表现出0.96 VRHE的起始电位和0.80 VRHE的半波电位;...     

可控电化学沉积制备纳米碳纤维电极

提出了一种简单制备纳米级碳纤维电极的新方法．微米级碳纤维经电化学刻蚀后，用循环伏安扫描法电化学沉积电泳漆，再经烘烤，绝缘漆固化收缩后露出纳米级的碳纤维尖端，通过再次电化学沉积可缩小电极面积，从而制得可控直径的纳米电极．该法可克服传统电泳漆固化后易留下小针孔的缺陷．用铁氰化钾溶液表征，确定了纳米碳纤维电极的有效面积，制得的纳米碳纤维电极的半径为几十到几百纳米。     

新型氮掺杂碳基非金属催化剂的制备及其氧还原性能

以三聚氰胺和聚苯胺为前驱体,在Ar气氛保护下采用高温碳化的方法制备了一种新型的用于燃料电池阴极氧还原反应的氮掺杂碳基非金属电催化剂.考察了前驱体组成、碳化温度等因素对催化剂性能的影响,并利用XRD、TEM、DSC-TGA、Raman光谱及FT-IR等对催化剂进行了表征.结果表明:最佳的碳化温度为900℃;采用两次热处理和一次酸处理的过程有利于提高催化剂的活性;该催化剂在0.1 mol/L的HClO4电解液中具有良好的电化学活性和稳定性,10000圈循环伏安扫描后,催化剂的电化学活性不但没有衰减反而有所增强,其氧还原反应的半波电位达到0.42 V(vs.Ag/AgCl),极限扩散电流则几乎与目前最先进的Pt/C催化剂等同;Koutecky-Levich方程分析表明,催化剂氧还原反应按四电子机理进行.     

空气电极氧还原过程研究

通过测量空气阴极与镍阳极组成的电解析氧装置的氧气产出量，并根据单位时间内气量与电流的关系可定量地计算出氧还原的两种历程在反应中所占的比例。试验结果表明，仅以活性炭为电催化剂的空气电极2电子途径的反应占74％．以MnO2为催化剂的空气电极，当含量达33％时，4电子途径的反应达100％。此方法可动态研究反应过程中两种氧还原反应随时间的变化。     

碳纤维纳米圆盘电极和金超微电极的制备

提出了一种简单制备碳纤维纳米圆盘电极的新方法.将微米级碳纤维经化学刻蚀后,通过多次电化学沉积电泳漆,加热烘烤;然后将完全绝缘的碳纤维电极塑封在聚丙烯膜中,打磨抛光后露出电极表面,制得碳纤维纳米圆盘电极.电化学实验表明电极的有效半径为几十到几百纳米.以制得的碳纤维纳米圆盘电极为基体,通过还原沉积金制备了纳米级超微金电极.     

氧氩流量比对氧化铋纳米薄膜微结构及光电性能的影响研究

为了制备出不同光电性能的氧化铋薄膜,并明晰其性能机理,以便后续研究与氧化锌薄膜复合成压敏薄膜.采用磁控溅射法,改变溅射气氛中氧气和氩气的流量比,在玻璃衬底上制备出了三个氧化铋薄膜样品,并对其微观形貌、结构及光电性能进行了测试分析.结果表明:溅射气氛中的氧氩流量比对薄膜微结构及光电性能影响显著;不同氧氩流量比制备的Bi2...     

模板法制备氮掺杂多孔碳材料氧还原性能研究

以水溶性盐NaCl和Na_2SiO_3为双重模板,以葡萄糖为碳源,尿素为氮源,通过冷冻干燥以及随后的热解过程,合成了具有分级多孔结构的氮掺杂碳纳米片作为高效的氧还原催化剂,并探究了不同模板剂对碳纳米片性能的影响.结果表明,以NaCl和Na_2SiO_3为模板可使碳源、氮源分散,形成具有较大比表面积和分级多孔结构的碳纳米片.这种结构不但有利于提高催化剂和电解质的有效接触面积,促进氧分子的扩散,缩短电催化过程中电子和离子的传输路径,还有助于产生更多的活性位点,提高氧还原催化性能.     

空气电极氧还原过程研究

通过测量空气阴极与镍阳极组成的电解析氧装置的氧气产出量,并根据单位时间内气量与电流的关系可定量地计算出氧还原的两种历程在反应中所占的比例.试验结果表明,仅以活性炭为电催化剂的空气电极2电子途径的反应占74%,以MnO2为催化剂的空气电极,当含量达33%时,4电子途径的反应达100%.此方法可动态研究反应过程中两种氧还原反应随时间的变化.     

聚多巴胺功能化的碳纳米管负载Pt-Pd用于燃料电池阴极氧还原

合成廉价燃料电池催化剂是电化学新能源研究领域的热点.本文基于聚多巴胺的还原性,温和条件下在聚多巴胺包裹的碳纳米管上原位合成了Pt-Pd纳米粒子.使用粉末X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和循环伏安法(CV)对合成材料进行了表征,研究该催化剂对氧气的电化学催化还原性能.结果表明,在0.5M H2SO4介质中,氧气能够在该催化剂表面发生4电子还原反应.     

活化碳纳米纤维的制备

以电纺纤维素纳米纤维为原料,利用浸泡ZnCl2水溶液的化学活化法制备直径约为500nm的活化碳纳米纤维.ZnCl2将纤维素纳米纤维的脱水分解温度从339℃降低至287℃,将得炭率从15.7%提高至39.5%.活化碳纳米纤维表面形貌规整,无熔融现象;其纤维直径比未经活化盐处理的碳纳米纤维更小.     

纳米尺度碳的微结构及电化学性质

采用高分辨透射电镜、X射线衍射表征了3种不同纳米尺度碳的石墨碎片微结构及其石墨化程度,并采用线性扫描、交流阻抗方法对由纳米尺度的碳粒制备电极的电化学性质进行了研究.结果发现:随纳米尺度碳粒石墨化度的减小,石墨碎片卷曲形态的清晰度增加,对应电极对甲醇的电化学氧化能力增强,氧化峰电流及电容值增加.由此认为:石墨碎片的卷曲和石墨化属于两种不同形式的碳原子有序化,二者均可对纳米尺度碳粒的电化学性质产生影响.     

席夫碱在玻碳电极上的电化学还原

合成了五种带有不同取代基的水杨醛缩芳胺类席夫碱。并利用循环伏安法研究其分别在0．1mol·L^-1的LiClO4-无水乙醇溶液以及含30％（V：V）无水乙醇的B-R缓冲溶液（pH=7-11）中玻碳电极上的电化学行为,实验结果表明,席夫碱（-CH-N-）基团在玻碳电极上能够被还原,并且-CH-N-基团的电化学还原是受扩散控制的不可逆过程,取代基对-CH=N-基团的电化学还原有一定的影响,pH增大使CH=N-基团的还原电位负移。推断了-CH=N-基团在玻碳电极上电化学还原的反应机理。     

钴基氧还原电催化材料研究进展

氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)是能量转换和储存系统的关键电极反应。目前,贵金属基材料,如铂和钯,是ORR最有效的催化剂,但其地球储量稀少、价格昂贵,且抗甲醇和CO性能差。因此,开发新型、低成本、高性能的氧还原电催化剂对能源转化和储存具有重要意义。综述了近年来非贵金属钴(Co)基氧还原电催化材料的研究进展及其性能调控策略,分为Co合金、Co-N-C、Co纳米粒子、Co基氧化物、Co基磷化物和Co基硫化物等多种形式,并对未来开发低成本、高性能的氧还原催化剂进行了展望。     

CO2在p—SiC膜电极上的光电化学还原

近年来,CO_2的光电化学还原引起人们极大的兴趣,已有利用SiC粉末进行CO_2光催化还原的报道。本研究首次利用p-SiC膜光阴极还原CO_2,得到较高的CH_3OH产率。1 实验 在导电玻璃上采用水银光敏化CVD法制得微晶p-SiC膜,电极表面用4.6％HF溶液抛     

PdCo/C氧还原催化剂及其抗甲醇性能(英文)

以柠檬酸钠为络合剂,在乙二醇体系中采用有机溶胶法制备出了PdCo/C催化剂,XRD研究结果表明催化剂具有面心立方结构,粒度小,分散性好,同时元素钴的加入使催化剂的Pd-Pd间距缩小。采用电化学方法评价了催化剂对于氧气还原反应的活性,结果表明:PdCo/C催化剂具有比Pd/C要好的氧还原活性,同时具有Pt/C催化剂无法比拟的抗甲醇中毒能力。