甲醇在Pt-Sn/Pb电极上的氧化行为 Ⅱ.氧化反应动力学特征的研究

在甲醇燃料电池体系中,已确信甲醇会在铂电极上形成强吸附的中间物种:(1)这一吸附中间物种可与从水中得到的氧发生反应:(2)(3)为研究反应机理,采用过各种实验手段分析B_(ad(?))。本工作采用旋转园盘电极的电化学实验方法研究了甲醇氧化反应过程的中间物种,并求取反应过程的动力学参数以探讨氧化反应的机理,进而分析了双金属催化剂的作用机理。     

磷钼酸修饰铂电极的电化学行为及对甲醇氧化的电催化作用

通过循环伏安扫描法制备了PMo₁₂修饰Pt/Pt电极,并研究了该修饰电极在硫酸溶液中的电化学行为。研究结果表明:虽然磷钼酸具有较大的分子尺寸,但在Pt/Pt电极上仍能发生吸附作用,并且由于PMo₁₂在电极上的吸附,降低了Pt/Pt电极上氢区和氧区的荷电量,另外在0.02V左右还观察到磷钼酸的氧化-还原峰。通过稳态极化曲线和循环伏安曲线研究了PMo₁₂修饰Pt/Pt电极对甲醇氧化的电催化作用。测试结果表明:PMo₁₂修饰铂基电极不但对甲醇的电氧化具有较高的活性,而且还有一定的抗CO中毒性。该修饰电极还具有较高的稳定性。     

甲醇在铂修饰的氧化钛电极上电催化氧化行为的研究

运用电化学方法评价了电化学阴极还原-阳极氧化两步法制得的以钛为基体的铂修饰的钛氧化物(Pt-TiO_x/Ti)电极对甲醇电催化氧化的性能,结果表明,制得的修饰电极对甲醇氧化呈现了很高的电催化活性和好的稳定性.通过X光电子能谱(XPS)、扫描隧道显微镜(STM)和现场傅立叶变换红外(FTIR)反射光谱等技术,发现修饰电极对甲醇氧化具有高的电催化性能,可归属于纳米级Pt粒子在TiO_x中的高度分散及由于Pt和TiO_x的相互作用,使电极表面对甲醇氧化中间产物CO的吸附量大大降低.     

Pt-Ru/GC电极对甲醇电催化氧化的研究

利用循环伏安法制备了Pt-Ru/GC电极并用于对甲醇的电催化氧化研究,考察了Pt、Ru原子比、沉积电位下限和沉积量对电极催化性能的影响,研究了电极催化性能的稳定性。结果表明Ru的加入对电极催化性能具有明显的改善作用,对甲醇的氧化电位范围明显变宽,氧化电流明显增大,电极的稳定性明显高于Pt/GC电极。在Pt、Ru原子比为1:1、沉积电位下限为-0.2V、沉积量为40r的条件下,Pt-Ru/GC电极对甲醇电催化氧化的性能最好。     

亚硫酸根在化学修饰电极上催化氧化的动力学表征

本文采用Saveant-Andrieux电催化反应动力学理论,表征了SO₃^2-在经Nation-Os(bpy)₃^2+/3+修饰后的玻碳电极上的电催化体系的动力学行为,用动力学区域图确定体系的动力学类型.当反应物浓度从8×10^-5变至1.28×10^-3(mol/L)时,体系始终遵循"SR"的动力学行为。     

分子印刷技术铂微粒修饰电极及甲醇的电催化氧化

利用分子印刷技术(Molecular Imprinting Technology，MIT)，将铂微粒沉积到谷胱甘肽自组装膜的针孔上，并用循环伏安法研究了甲醇在该电极上的电催化氧化行为。实验结果表明，该电极对甲醇电化学氧化呈现出较高的催化活性，活性高低与载铂量、溶液pH值及电极表面铂微粒所处的微环境有关。     

甲醇在Pt-Sn/GC上的电催化氧化

直接甲醇燃料电池（DMFC）以环境友好的甲醇为燃料,具有广泛的应用前景。目前使用的阳极催化剂主要是铂族贵金属,成本高,寿命和活性较差,因此,研究出高活性催化剂仍是目前的热点。通常方法是向Pt中添加一种或多种亲氧金属如Ru或Sn等,制成二元或多元铂合金。本文采用循环伏安法在玻碳电极上修饰铂锡合金,金属用量少,操作方便,相比Pt／GC,对甲醇的氧化呈现了较高的催化活性。     

NaOH溶液中Ni基石墨修饰电极上甲醇电氧化过程中钴与铜的协同效应

在NaOH溶液(0.1 mol/L)中考察了Ni, Co和Cu二元和三元合金修饰的石墨电极上甲醇电氧化反应性能.采用循环伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱(EIS)等技术研究了修饰电极的催化活性和协同效应.这些催化剂在含有Ni, Cu和Co离子溶液的阴极电位上反复浸渍石墨电极制得.结果表明,在甲醇存在下, Ni基三元合金修饰电极(G/NiCuCo)对甲醇氧化反应的响应值明显高于其它样品.阳极峰值电流与扫描速率的平方根呈线性关系,表明该过程受扩散控制.在CA区域,该反应遵循Cottrellin特性,甲醇扩散系数为6.25×10–6 cm2/s.甲醇氧化反应速率常数为40×107 cm3/(mol·s).另外,采用EIS研究了修饰电极表面上甲醇催化氧化反应.     

一氧化氮在聚钴-席夫碱修饰电极上的电催化氧化

研究了一种新合成的杂环席夫碱Ｎ,Ｎ’－二乙酰吡啶缩双苯胺在铂电极上的电化学聚合、聚合膜与钴（Ⅱ）的配合反应及聚合物膜的电化学性质。实验结果表明,该席夫碱可在电极表面通过电化学聚合反应形成具有良好的机械、化学和电化学稳定性的聚合物膜,该聚合物膜可与钴离子形成稳定的配合物,这种配合物对和分子一氧化氮的电化学氧化有显著的催化作用。     

天青Ⅰ修饰玻碳电极的电化学性质及其对NADH的催化氧化

本文利用滴涂于玻碳表面的Nafion膜中负电性的磺酸基与天青I阳离子之间的静电作用,以实现天青I的固定化,从而制备出Nafion/天青I电催化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)传感器。采用循环伏安法考察了传感器的电化学性质,并研究了该修饰电极对NADH的电催化作用。实验结果表明:该修饰电极对NADH有良好的电催化作用,NADH氧化峰电位比未修饰的玻碳电极负移了660 mV,响应电流与NADH的浓度在8.7×10-5~1.5×10-2mol/L范围内呈良好的线性关系。该方法检出限为3.0×10-5mol/L。     

Pt-Ni-P/Ti蜂窝状电极的制备及其催化甲醇氧化性能研究

Ti基体上,通过电沉积-置换的方法制备了具有蜂窝状结构的Pt-Ni-P/Ti催化电极.采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对催化剂进行了表征.通过阳极线性伏安扫描法（LSV）、连续循环伏安法（CV）、预吸附单层CO溶出法研究了其甲醇氧化催化活性和抗CO中毒能力.SEM测试结果显示,非晶态Ni-P置换制备的Pt-Ni-P催化剂受“异地溶解-沉积”机理的影响而呈蜂窝状结构,而晶态Ni置换制备的Pt-Ni催化剂受“原位溶解-沉积”机理呈麦粒状.电化学测试结果表明,Pt-Ni-P/Ti电极在碱性介质中的甲醇氧化起始电位和CO氧化起始电位均比Pt-Ni/Ti电极更负,表明P掺杂可以增强Pt-Ni的甲醇氧化催化活性和抗CO中毒能力.     

CO在铂修饰的氧化钛电极上电催化氧化行为的研究

通过阴极还原-阳极氧化法制备了Pt—TiO2／Ti电极，研究了CO在该电极上的电化学行为和电极制备条件对CO电催化氧化的影响．结果表明，与Pt电极相比．CO在Pt—TiO2／Ti电极上的氧化峰峰电位负移了100mV，并且表现出较好的稳定性．通过XPS技术对Pt—TiO2／Ti电极进行了表征．发现Pt以金属形式存在，Ti以TiO2形式存在．Pt—TiO2／Ti电极能抗CO中毒的原因可能是因为TiO2的掺杂使引起催化剂中毒的桥式吸附的CO物种在复合催化剂上的吸附率较低所致．     

铂、钌共修饰的氧化钛电极对甲醇的电催化氧化

燃料电池;铂、钌共修饰的氧化钛电极对甲醇的电催化氧化     

甲醇在粗糙铂电极上解离吸附的表面拉曼光谱

甲醇由于具有高能量密度及易于储存等优点，在燃料电池研究领域中备受关注．一般认为，甲醇在铂电极上的电氧化为双途径机理，即首先解离吸附在电极表面上，生成毒性中间体（CO）或活性中间体，然后再氧化生成CO。由于各研究小组使用的电极材料、预处理方法、溶液的组成以及检测手段不同，目前对甲醇的具体解离过程的细节尚未确定（如在反应条件下吸附物的特性及作用、表面结构和粗糙度的特殊影响等），还有待于建立或改进有关原位研究方法．在研究甲醇的电催化氧化的各种检测手段中，红外光谱应用得最为广泛，可用于原位红外技术中的电极…     

纳米金修饰玻碳电极对鸟嘌呤的催化氧化

采用电化学沉积法制备了纳米金修饰玻碳电极,并用循环伏安法和电化学阻抗法进行了表征,以此建立了一种直接测定鸟嘌呤的电分析方法。在磷酸盐缓冲溶液(pH 6.0)中,研究了鸟嘌呤在纳米金修饰电极上的电化学行为,实验结果表明,纳米金修饰电极可以增强鸟嘌呤在电极表面的吸附,并加快鸟嘌呤在电极表面的电子传输,使其电化学信号明显增大,检测灵敏度大大提高,该修饰电极对鸟嘌呤表现出良好的电催化性能。在优化实验条件下对鸟嘌呤进行测定,方法的线性范围为8.0×10-7~6.0×10-5mol/L,检出限为1.0×10-8mol/L,在鸟嘌呤浓度为1.0×10-5mol/L时测得RSD(n=10)为2.5%。     

光电催化氧化甲醇电极

直接甲醇燃料电池 (DMFC)可直接利用甲醇 ,无须中间转化装置 ,具有系统结构简单、体积能量密度高、燃料补充方便等优点 .从提高电流密度和稳定催化剂本征活性这两方面来看 ,DMFC需要解决的关键问题是使甲醇直接氧化的阳极材料 .近年来有关此类阳极材料的制备与催化性能的研究报道日益增多 [1,2 ] ,但都是单纯地从光催化或电催化的角度出发 .本文提出一种利用 Ti O2 为光催化剂 ,Pt- Ru为电催化剂 ,试图将光催化与电催化反应发生于一体 ,使甲醇能得到联合的催化氧化作用 ;同时为了能进一步增加Ti O2 的光催化氧化能力 ,改变 Ti O2 - n…     

Pt／C—SPE和PtRu／C—SPE膜电极上甲醇的催化氧化

采用化学还原法制得直接甲醇燃料电池中甲醇阳极氧化的Ｐｔ／Ｃ和ＰｔＲｕ／Ｃ催化剂，结果表明后者比前者具有更高的催化活性，通过ＸＲＤ和ＸＰＳ的分析，阐明了对提高甲醇电催人活性的作用。