Pt/CNT纳米催化剂的微波快速合成及其对甲醇电化学氧化的电催化性能

碳纳米管 (CNT)作为制备新型催化剂载体已有广泛的研究 [1～ 8] ,例如 ,在其表面负载 Pt,Ru和Pt Ru后则具有良好的催化性能[1,2 ,6～ 8] .但在 CNT表面负载金属微粒的方法难以获得尺寸和形状均匀的纳米粒子 .因此 ,如何制备超细和均匀的纳米粒子是一项具有重要的学术意义和技术价值的工作 .我们利用微波加热的多元醇工艺合成了 XC-72碳负载铂纳米粒子的催化剂 ,并发现它对甲醇的氧化具有较高的电催化活性 [9] .本文进一步以 CNT作为载体 ,利用微波加热法快速合成了 Pt/ CNT纳米催化剂 ,并对其对甲醇电化学氧化的性能进行了初步研究 …     

硼掺杂碳化硅负载Pt催化剂的甲醇电催化氧化性能

以硼掺杂碳化硅(B0.1SiC)为载体,采用循环伏安法在B0.1SiC载体上电沉积Pt纳米粒子制备了Pt/B0.1SiC催化剂。利用X射线光电子能谱、X射线衍射、氮气吸附-脱附、扫描电镜及透射电镜等测试方法对催化剂的晶型、表面性质及形貌进行了表征。结果表明,硼原子掺杂进入SiC晶格并取代了Si位点,使B0.1SiC载体的导电性增强;Pt纳米粒子均匀地分布在B0.1SiC载体上,平均粒径为2.7 nm。与相同条件下制备的Pt/SiC催化剂相比,Pt/B0.1SiC具有较大的电化学活性表面积、更高的甲醇催化氧化活性和稳定性。     

碳纳米管负载铂催化剂的制备及其对甲醇的电催化氧化研究

0引言Pt金属是直接甲醇燃料电池(DMFC)常用的催化剂犤1～3犦。为了尽可能减少Pt金属用量,提高Pt的分散度,人们总是选择具有高表面积的基质,如石墨、碳黑、活性碳、分子筛、质子交换膜等,作为Pt金属的载体犤3～5犦。最初,人们以为载体的作用仅仅是提供表面积和多孔气体扩散电极的骨架,使Pt微粒可以有更大的比表面积与反应物接触,但是现在普遍认为犤1犦,当Pt金属负载在活性炭上时,它们中的催化性能有一部分应归结于金属和载体之间的相互作用,因此,载体的形貌及物理化学性质直接影响着催化剂对甲醇的电催化氧化活性。碳纳米管(CNTs)由于…     

Pt-CeO2/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性

将CeO2溶胶与Pt/C催化剂机械混合制备了Pt-CeO2/C催化剂,研究了酸性条件下Pt-CeO2/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性。结果表明,与Pt/C催化剂相比,Pt-CeO2/C催化剂对甲醇展现出更好的催化活性。XRD和TEM测试结果表明,Pt-CeO2/C催化剂中Pt与CeO2的平均粒径均为3~4 nm。对CeO2含量不同的Pt-CeO2/C催化剂在CH3OH-H2SO4中进行循环伏安测试发现,Pt-CeO2/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性较高,其中Pt与CeO2质量比为1∶1时,催化剂的催化活性最高,对甲醇氧化的峰电流密度达到0.112 A/cm2。     

碱性介质中铂/碳气凝胶电催化氧化甲醇

以间苯二酚和甲醛为原料,采用溶胶-凝胶法制备了碳气凝胶(CAs);以CAs为载体,利用乙二醇还原法制备了Pt/CAs催化剂;在碱性条件下,采用循环伏安法测定了Pt/CAs催化剂电催化氧化甲醇的活性,结果表明,Pt/CAs显示出高的甲醇氧化催化活性,在1.0mol.L-1 NaOH和1.0mol.L-1 CH3OH溶液中,其峰电流密度是商品Vulcan XC-72R负载Pt催化剂Pt/C的3.9倍,甲醇起始氧化电位比Pt/C的负移约100mV.     

石墨烯负载PtPd纳米催化剂的合成及其电催化氧化甲醇性能

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,然后以其为载体前驱体,以三嵌段共聚物P123为还原剂、保护剂和形貌控制剂,分别采用液相共还原法和连续还原法,制备了三种石墨烯负载PtPd(PtPd/G)纳米催化剂;氧化石墨烯与金属前驱体同步还原,从而达到原位负载的效果。采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征方法分析了PtPd/G纳米催化剂的形貌、结构和组成,结果表明:采用共还原法得到的两种催化剂均为纳米枝结构;采用连续还原法得到了空心纳米结构。电化学循环伏安法和计时电流法研究表明:空心结构PtPd/G纳米催化剂抗CO中毒能力最强,100°C下共还原合成的PtPd/G纳米枝催化剂具有最佳的电催化氧化甲醇性能,约是商业化Pt/C催化剂的1.5倍。     

碳载Ｐt—TiO2复合催化剂对甲醇氧化的电催化性能

报道了通过化学还原和溶胶－凝胶法制备不同组成的Pt-TiO2/C催化剂及其对甲醇的氧化反应，结果表明，该催化剂具有很好的电催化活性和稳定性，催化剂中的Ti和Pt的原子比为1／2时，催化剂的性能最好，在500℃下热处理后，催化剂的性能得以进一步的改善，这种催化剂有望能在DMFC中获得实际使用。     

微波合成Pt/WC催化剂及其对甲醇的电催化性能

分别采用微波加热乙二醇还原法(MW)和浸渍还原法(IR)制备以碳化钨(WC)为载体的Pt/WC催化剂, 并分别标记为: MW-Pt/WC及IR-Pt/WC. 用XRD、SEM对两种方法制备的复合材料的结构与形貌进行表征. 循环伏安测试结果表明MW-Pt/WC催化剂在酸性条件下的甲醇氧化性能比IR-Pt/WC催化剂更优, 表现在同一电位下MW-Pt/WC催化剂具有更高的电流且其氧化起始电位负移约30 mV, 还具有更大的电化学比表面积. 此外计时电流法实验结果表明MW-Pt/WC催化剂的稳定性高于IR-Pt/WC催化剂.     

CMK-5负载Pt-Ni合金催化剂及其甲醇电化学氧化性能

采用NaBH₄还原法将不同原子比的铂镍负载于CMK-5(由SBA-15模板所得的碳载体)表面. X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)测试结果表明, 所得催化剂是以铂镍合金的形式存在, 相对于Pt/CMK-5而言, 这种合金化的催化剂中Pt表现出更多的金属态. 电化学测试结果显示, 在催化剂中主要以化合态存在的镍(包括NiO、Ni(OH)₂和NiOOH)可能更有利于甲醇的吸附和氧化产物从催化剂表面的脱附. 另外, 从循环伏安测试结果可知, Pt-Ni/CMK-5 (5:1)(原子比)具有较大的比表面活性, 其电化学活性面积高达63.9 m²·g^-1, 且与Pt/CMK-5相比抗CO中毒能力有明显改善.     

XC-72碳和碳纳米管负载PtRu纳米粒子的微波快速合成及其对甲醇的电化学氧化

利用微波辐射加热技术快速合成了XC-72碳和碳纳米管(CNTs)负载的PtRu合金纳米粒子,合金负载的质量分数为20%,Pt和Ru的原子比接近于1:1.透射电镜观察表明微波合成的PtRu合金纳米粒子具有细小的粒径和狭窄的尺寸分布,所合成的PtRu合金纳米粒子高度分散在XC-72碳和CNTs的表面,其平均粒径分别为3.3 nm和2.8 nm.电化学实验表明微波合成的PtRu/XC-72和PtRu/CNTs纳米催化剂比用湿化学方法以KBH₄还原制备的催化剂对甲醇的电化学氧化具有更高的催化活性.     

不同载量pt/c催化剂制备及其对甲醇氧化的电催化活性

有机溶胶法;pt/c催化剂; pt载量;甲醇     

厚壁和薄壁碳纳米管载铂催化剂制备和对甲醇氧化的电催化活性

铂催化剂;碳纳米管;甲醇;直接甲醇燃料电池     

棒状CeO_2负载Pt催化剂的合成及其电化学性能研究

通过水热法合成棒状纳米Ce O2(Ce O2-R),并将Pt纳米颗粒负载于Ce O2表面,制得甲醇燃料电池的阳极催化剂Pt/Ce O2-R.通过结构与形貌表征,结果表明,Pt/Ce O2-R中Ce O2的暴露晶面为(111)和(002)晶面,改变了Pt周围的电子结构,进而降低了Pt-COads的键能,释放出更多的活性位.另外,Pt纳米颗粒在Ce O2-R表面分散更均匀.利用电化学工作站测试阳极催化剂Pt/Ce O2-R在酸性溶液中的电化学性能,证明Pt/Ce O2-R催化剂的甲醇电氧化性能与抗CO毒害能力较颗粒状Ce O2负载Pt催化剂(Pt/Ce O2-P)都有很大的提高,证明Ce O2-R作为Pt纳米颗粒的载体用于直接甲醇燃料电池的阳极反应具有发展潜力.     

Carbon Aerogels Supported Pt Nanoparticles as Electrocatalysts for Methanol Oxidation in Alkaline Media

Carbon aerogels (CAs) were prepared by sol‐gel polycondensation of resorcinol and formaldehyde with BET surface area of 616 m² g^?1 and the average pore size of 9.8 nm. The prepared CAs were used as supports for Pt nanoparticles for methanol oxidation in alkaline media. In comparison with Pt supported on commercial Vulcan XC‐72R carbon (Pt/C) electrocatalysts, Pt supported on CAs (Pt/CAs) electrocatalysts exhibited higher peak current density and more negative onset potential toward methanol oxidation. The effects of different parameters such as NaOH concentration, methanol concentration, and scan rate on the methanol oxidation reaction were investigated in detail. The results showed that the Pt/CAs electrocatalysts had promising application for methanol oxidation in alkaline media.     

聚乙酰苯胺修饰碳纳米管载铂催化剂对甲醇电催化氧化

以原位化学聚合的聚乙酰苯胺/多壁碳纳米管(PAANI-MWCNTs)复合纳米材料作为载体,采用硼氢化钠还原法将Pt纳米粒子担载到PAANI-MWCNTs复合纳米材料表面,制备了Pt/PAANI-MWCNTs复合纳米催化剂.样品的结构和形貌用紫外-可见(UV-Vis)光谱、拉曼光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)进行了表征.结果表明,聚乙酰苯胺与碳纳米管之间存在较强的π-π相互作用,使其能牢固地吸附于多壁碳纳米管表面,对碳纳米管的结构完整性和导电性有一定的改善作用.同时,金属Pt纳米颗粒较为均匀地分散在PAANI-MWCNTs表面,粒径分布范围较窄.采用循环伏安法和计时电流法在酸性溶液中研究了Pt/PAANI-MWCNTs催化剂对甲醇的电催化氧化活性,结果表明Pt/PAANI-MWCNTs复合纳米催化剂比用混酸处理的碳纳米管载铂催化剂对甲醇呈现出更高的电催化氧化活性和更好的抗中毒能力及稳定性.     

多孔聚乙酰苯胺纳米纤维载铂催化剂对甲醇的电催化氧化

采用简单的化学氧化聚合法制备了新型多孔结构的聚乙酰苯胺纳米纤维(np-PAANI), 并以此为载体在络合剂的存在下合成了Pt纳米微粒修饰的np-PAANI复合物膜电极C/np-PAANI/Pt. 样品的形貌和结构通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)进行了表征. 在0.5 mol·L-1 CH3OH+0.5 mol·L-1 H2SO4混合溶液中考察了C/np-PAANI/Pt催化剂对甲醇的电催化氧化性能. 结果表明, 以np-PAANI负载的Pt催化剂对甲醇的电催化氧化活性和稳定性都比普通PAANI结构及石墨粉负载的Pt催化剂好很多.     

团聚铂纳米粒子电极在甲醇氧化中的电催化特性

用H2还原法并以Nafion作为稳定剂合成团聚的Pt纳米粒子，附载于玻碳表面制备电催化剂.透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）表征结果指出,团聚Pt纳米粒子的平均尺寸约为400 nm.运用电化学循环伏安法(CV)和原位傅立叶变换红外反射光谱（in situ FTIRS）研究甲醇的氧化过程，发现团聚Pt纳米粒子电极具有较高的电催化活性.原位FTIRS研究结果检测到甲醇在所制备的电催化剂上氧化的中间体为线型吸附态CO物种，其红外吸收给出异常红外效应的光谱特征.     

聚苯胺共价接枝碳纳米管负载Pt催化剂的制备及对甲醇电催化性能的研究

以氨基化的碳纳米管为基体,通过界面聚合方法将聚苯胺共价接枝于碳纳米管表面,负载催化剂颗粒Pt. 通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及电化学方法对催化剂进行了表征. TEM结果表明通过界面聚合的方法可以使聚苯胺均匀地接枝于碳纳米管表面. 电化学测试结果表明,碳纳米管共价接枝聚苯胺作为载体可以提高催化剂的抗CO中毒性能,有利于对甲醇的催化氧化. 研究其对甲醇的催化活性,并与商业的JM(Pt/C)催化剂进行了对比. 结果表明,碳纳米管共价接枝聚苯胺,有效提高了催化剂的稳定性,延长催化剂的寿命.     

Pt 纳米颗粒在聚二甲基二烯丙基氯化铵功能化碳纳米管上的自发沉积及其对甲醇的电氧化性能

利用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)非共价修饰的碳纳米管(CNTs)与PtCl₆^2-之间的自发氧化还原作用, 制备了Pt 纳米颗粒(Pt NPs)/CNTs-PDDA复合催化剂. PDDA在该催化剂中具有三种作用: (1) 作为金属前驱体PtCl₆^2-还原为Pt NPs 的还原剂; (2) 作为原位产生的Pt NPs 的稳定剂; (3) 在CNTs 表面形成保护膜抑制CNTs 在甲醇电催化氧化过程中的腐蚀. 采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析和拉曼光谱对CNTs-PDDA进行了表征, 表明PDDA通过π-π作用已成功覆盖在CNTs 表面, 并且修饰过程没有导致CNTs 结构的破坏. 采用透射电子显微镜(TEM)对Pt NPs/CNTs-PDDA 催化剂进行了表征, 结果表明, Pt NPs 均匀地分散在CNTs上, 平均粒径约2 nm, 且粒径分布范围窄. 用循环伏安法、计时电流法进一步考察了Pt NPs/CNTs-PDDA催化剂在酸性介质中对甲醇的电催化氧化的性能. 电化学测试结果表明, 与原始CNTs 负载的Pt NPs催化剂相比,Pt NPs/CNTs-PDDA催化剂具有更高的电化学活性表面积、电催化质量比活性和稳定性.