La_(1-x)Sr_xCoO_3气体扩散电极在碱性条件下的氧还原电催化性能

用涂覆加压成型方法制备了具有钙钛矿结构的 La1 - x Srx Co O3多孔气体扩散电极 ,测定了它们的稳态阴极极化曲线和循环伏安图谱。通过对多孔铂电极与 La1 - x Srx Co O3多孔气体扩散电极的相关曲线的对照分析 ,得出了L a1 - x Srx Co O3在碱性条件下 ,具有比铂更好的氧还原催化活性的结论。并计算出 L a1 - x Srx Co O3多孔电极的表观交换电流密度 i0 =7.6 8× 1 0 - 4 A/cm2 ,比同样条件下的铂电极的 i0 高 3～ 4个数量级。     

聚血红素修饰电极上氧还原的电催化研究

 采用循环伏安法和电位阶跃法,研究了水溶液中溶解氧在聚血红素修饰电极上还原反应的电催化作用．结果表明,还原峰电流随扫描速度的增大而增强,Ip～v1／2呈线性关系．根据电位阶跃实验的I～t曲线,计算出电极反应的电子转移数约为2,推断其催化机理属于ECE催化过程．     

碳化钨电极上氧的电催化还原

以喷雾干燥微球化处理的偏钨酸铵作为前驱体,CO/H2为碳化还原气源,应用固定床气固反应法制备碳化钨(WC)粉体,再以聚四氟乙烯作粘结剂制成碳化钨电极.应用XRD和SEM等表征、观察碳化钨样品,循环伏安和线性扫描法研究硫酸电解液中WC电极的氧还原电催化行为.检测表明,WC为球状颗粒;WC电极对氧还原反应具有较好的电催化活性,硫酸溶液中溶解氧还原反应控制步骤为吸附态(O2-)ads的生成;增加硫酸电解液浓度,开路电位正移,升高温度有利于反应进行.     

纳米碳管空气电极在氧还原反应中的电催化性能

电化学阻抗谱;纳米碳管空气电极在氧还原反应中的电催化性能     

用于电催化析氧反应电极的制备策略

随着能源枯竭和环境污染等问题的日益严重,开发清洁可再生能源及相关新型技术迫在眉睫。近年来,水分解、金属-空气电池等电化学能源储存和转换技术得到人们的广泛关注。电催化析氧反应(Oxygen evolution reaction,OER)是其中的一个关键反应,大量高性能的OER电催化剂不断见诸报道。除了材料本征催化活性的影响,不同的电极制备方式同样会对催化剂性能的发挥起到重要作用,越来越多的研究者致力于探索高效OER电极的设计与制备方法。本综述从方法论的角度,详细介绍了目前高效OER电极的制备策略,讨论了各类制备方式的优势和不足,总结了相关工作的最新研究进展,概述了新型电极的制备方法。最后,对电极制备策略的发展方向进行了总结与展望。     

聚溴酚蓝膜电极对儿茶酚的电催化性能及其应用

聚溴酚蓝膜修饰电极对儿茶酚的电极反应具有良好的催化作用,儿茶酚在修饰电极上的氧化电位比在裸玻碳电极上负移了120 mV,且灵敏度大为提高.该电极具有良好的稳定性,在0.5 mol/L H2SO4中,用该修饰电极测定儿茶酚的线性范围为20～2 000 μmol/L(r=0.999 6).     

应用超微电极和粉末微电极技术研究有机溶剂和正极材料对氧气还原反应和氧气生成反应的影响

采用碳纤维超微电极分别研究了O_2在二甲基亚砜、乙腈和四甘醇二甲醚3种有机溶剂中的电化学反应,结果表明,当阳离子只含四丁胺离子时,反应呈可逆的一电子转移;而阳离子只含锂离子时,O_2的还原和氧化均经历了多电子转移过程.利用超导炭黑和乙炔黑制作粉末微电极进行电化学测试,结果表明,在这2种正极材料上,氧气还原反应(ORR)过程相似,氧气生成反应(OER)过程区别明显.此外,Tafel分析结果表明,对于不同有机溶剂和正极材料,O_2还原均经历了初始的一电子转移步骤.     

温度对酚类在活性炭上表面扩散的影响

测定了不同温度和浓度条件下苯酚和氯代苯酚在活性炭上的吸附，采用非线性回归流出曲线的方法获得了对应于不同温度和浓度的酚的表面扩散系数。结果发现：温度升高，表面扩散系数增大；同一温度下，浓度增大，表面扩散系数增大。数据分析结果表明酚表面扩散系数与吸附温度的关系符合Arrhenius方程，而酚表面迁移活化能与浓度的关系可用经验式E=E0＋Acβ表示。     

天青I修饰电极的电化学性质及对血红蛋白的电催化还原

天青I修饰电极在pH=5.5的HAc-NaAc缓冲溶液中,在0.3～-0.7V电位范围内表现出可逆的氧化还原行为,其表面式量电位E^0'=-0.21V,表观电极反应速率常数k_s'=0.69s^-1,该电极对血红蛋白的还原过程具有良好的催化作用。实验结果表明,由电沉积构成的修饰电极较吸附法制备的修饰电极具有更好的稳定性。     

氮掺杂石墨烯的制备及其对氧还原反应的电催化性能

以氧化石墨烯（GO）为原料、丙酮肟（DMKO）为还原剂和氮掺杂剂,采用化学还原法制备了不同氮掺杂含量的石墨烯（NG）. 利用场发射透射电子显微镜（FETEM）、紫外-可见（UV-Vis）光谱、傅里叶变换红外（FTIR）光谱、X射线光电子能谱（XPS）、zeta 电位和纳米粒度分析、循环伏安（CV）和旋转圆盘电极（RDE）等手段对材料的形貌、结构、成分和电化学性质进行表征. 结果显示：DMKO能有效地还原GO,且通过调节GO与DMKO的质量比,可以得到不同还原效果的NG,其氮含量范围为4.40%-5.89%（原子分数）;GO与DMKO的质量比为1：0.7时制备的氮掺杂石墨烯（NG-1）在O₂饱和0.1 mol·L^-1 KOH溶液中对氧还原反应（ORR）的电催化性能最佳,其ORR峰电流为0.93 mA·cm^-2,电子转移数为3.6,这归因于其较高含量的吡啶-N增加了材料的ORR活性位点. 此外,石墨化-N由于其较高的电子导电性倾向于产生较高的氧还原峰电流,而吡啶-N较低的超电势倾向于产生较正的氧还原峰电位. 与商用Pt/C相比,该材料展现出了优异的抗CH₃OH“跨界效应”的特性.     

自掺杂污泥碳的制备及其电催化氧还原的性能

开发低成本、高性能的阴极催化剂是燃料电池商业化应用的关键. 本文以剩余污泥为前驱体,在碳化前通过连续添加苯酚来对污泥进行驯化,热解后得到自模板、自活化及N、P、Fe自掺杂的多孔类石墨烯碳材料. 结果表明,污泥经苯酚驯化后,微生物得到富集,含碳量显著提高,N、P、Fe等元素大大增加. 热解温度升高能提高材料的石墨化程度,但过高的温度会使杂原子掺杂量减少,从而降低氧还原催化活性. 其中,800 ℃下煅烧得到的污泥碳（PSC-800）比表面积为402.4 m²·g^-1,远高于未驯化污泥碳（SC-800）的262.4 m²·g^-1. 光电子能谱（XPS）数据表明,PSC-800具有较高的杂原子掺杂量及含铁量,形成了吡啶氮、石墨氮等氧还原活性位点. 在碱性条件下催化4电子的氧还原反应,初始电位为0.93 V,高于SC-800的0.89 V及其他温度煅烧的污泥碳（PSC-600：0.75 V,PSC-700：0.87 V, PSC-900：0.91 V）. 极限电流密度与商业铂碳相当,具有良好的稳定性及抗甲醇毒性.     

钴卟啉的合成及其对氧还原的电催化性能

 合成了四苯基卟啉及其钴配合物,考察了催化剂、溶剂及反应温度等因素对四苯基卟啉收率的影响,并用红外光谱和核磁共振氢谱对合成产物进行了结构表征. 以X射线光电子能谱为主要手段,研究了不同热处理温度对钴卟啉结构的影响,通过测定空气电极极化曲线研究了热处理对钴卟啉催化活性的影响. 结果表明,在200 ℃, 以对硝基苯甲酸为催化剂,硝基苯为溶剂时,四苯基卟啉收率达32%. 热处理能提高金属卟啉的催化活性, 600 ℃热处理后,钴卟啉环中的 Co-N4 结构趋于键断裂的临界状态,催化活性点增多,催化活性较好; 而800 ℃处理的钴卟啉中部分 Co-N4 键破裂,催化活性下降.     

Effects of Surface Oxygen of Activated Carbon on Alkaloid Adsorption: A Molecular Dynamics Simulation Study

The influence of the density and the type of surface oxygen on the adsorption of berberine alkaloid onto activated carbon was investigated using the molecular dynamics simulation method in vacuum. The carbon surface consisted of a basal plane of graphite and surface oxygen groups which were bonded on the graphite plane in a regular square array with various densities. Two types of surface oxygen groups, =O and —OH, were employed. The simulation results showed that the berberine alkaloids were favorable to be adsorbed on the negative charged carbon surfaces. It was indicated that the vdw attraction of the carbon surface to the alkaloid molecule dominates the adsorption only at the lower surface density of oxygen. It is also indicated that a good adsorptive selectivity for a certain berberine alkaloid can be obtained by controlling the density of surface oxygen.The adsorption simulation of berberine alkaloids onto activated carbon in the presence of water was also carried out by using a dome-shape molecular model for presenting the alkaloid/water/carbon system. It was found that the adsorption of berberine alkaloids on the activated carbon which has a higher density of surface oxygen was strongly inhibited by the presence of water.     

Fully Oriented Bilirubin Oxidase on Porphyrin‐Functionalized Carbon Nanotube Electrodes for Electrocatalytic Oxygen Reduction

The efficient immobilization and orientation of bilirubin oxidase from Myrothecium verrucaria on multi‐walled carbon nanotube electrodes by using π‐stacked porphyrins as a direct electron‐transfer promoter is reported. By comparing the use of different types of porphyrin, the rational effect of the porphyrin structure on both the immobilization and orientation of the enzyme is demonstrated. The best performances were obtained for protoporphyrin IX, which is the natural precursor of bilirubin. These electrodes exhibit full orientation of the enzyme, as confirmed by the observable non‐catalytic redox system corresponding to the T1 copper center associated with pure Nernstian electrocatalytic behavior with high catalytic currents of almost 5 mA cm^?2 at neutral pH.     

吸附杂多化合物对亚硝酸根的电催化还原

详细地研究了吸附在热解石墨电极表面的ＳｉＭｏ１２Ｏ４０４－以及Ｄｙ（ＳｉＭｏ１１Ｏ３９）２１３－和吸附在玻碳电极表面的Ｐ２Ｗ１８Ｏ６２６－的电化学行为，结果表明这些杂多化合物修饰电极在酸性条件下均对ＮＯ２－的还原有很好的催化作用，其催化电流与ＮＯ２－的浓度的平方根里线性关系。     

硫掺杂碳纳米笼的制备及其氧还原性能研究

以噻吩和苯为硫源和碳源、以MgO为模板,通过化学气相沉积法制得了硫掺杂碳纳米笼,具有比表面积大、孔道结构丰富和石墨化程度较好等特点. 通过改变噻吩的用量可在0～3.45 at%范围内调变其硫掺杂量. 系统考察了硫的掺杂量对于碳纳米笼氧还原性能的影响,结果表明：硫含量为0.84 at%的SCNCs具有最佳的氧还原性能,随着硫掺杂量增多其氧还原性能逐渐变差,当硫的掺杂量高于1.61 at%时甚至不如未掺杂的碳纳米笼. 这对于通过调变掺杂元素种类、含量及掺杂构型优化碳基无金属氧还原催化剂具有参考价值.