电化学去合金化Pt(Pd)-Cu对氧的电催化还原活性的研究

应用电化学去合金法制备了表面覆盖有Pt(Pd)原子层的Pt(Pd)-Cu合金催化剂.研究该催化剂在0.1mol.L-1HClO4酸性溶液中对氧气电化学还原的催化活性,并采用同步辐射反常X-射线衍射法(Anomalous X-ray Diffraction,AXRD)和表面X-射线散射法(Surface X-ray Scattering,SXS)从原子尺度研究了去合金化后催化剂的结构.分析对比纳米颗粒、薄膜和单晶3种不同形式的去合金化Pt-Cu的结构和催化活性以及Pt-Cu和Pd-Cu两种不同合金薄膜的结构和催化活性.结果表明,表面应力是影响催化剂催化活性的关键因素,而应力大小则与去合金化后所形成的表面Pt(Pd)层的厚度相关,材料尺寸和组成元素等都影响表面Pt(Pd)层的厚度.提出可利用调控材料表面的应力来设计高催化活性的催化剂.     

聚乙烯亚胺改性石墨烯载Pt催化剂的制备及其对甲醇的电催化氧化

以聚乙烯亚胺(PEI)改性的石墨烯(PEI-GNs)为载体,利用原位电化学还原法制备了功能化石墨烯载铂催化剂(Pt/PEI-GNs)。运用X射线光电子能谱、X射线粉末衍射、扫描电镜等对催化剂的组成、结构、形态进行表征,结果表明:实验成功制备了Pt/PEI-GNs催化剂,且PEI-GNs改善了Pt粒子的分散性和形貌。运用电化学方法考察了PEI-GNs对Pt纳米粒子电催化性能的影响,结果表明,相对于Pt催化剂,Pt/PEI-GNs催化剂表现出更高的催化活性和稳定性,这主要是由于Pt粒子在PEI-GNs载体上形成均匀分散的绣球状粒子及PEI-GNs良好的电子传递能力。     

电化学置换法制备高Pt利用率的类核壳型Ni-Pt电催化剂(英文)

采用电化学置换法,在VulcanXC-72表面制备得到了活性高和分散性好的纳米Ptshell-Nicore电催化剂.该方法先以NaH2PO2为还原剂,化学沉积得到Ni核,Pt在Ni核表面通过原位置换形成Ni-Pt类核壳型结构.通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见光光谱(UV-Vis)和循环伏安(CV)测试证明了Pt壳层完全包覆在Ni核的表面.电化学氢吸/脱附测试结果显示,Ptshell-Nicore/XC-72的电化学活性面积为Pt/C(JM)的1.2倍,而其理论Pt担载量只为Pt/C(JM)的40%.这表明,核壳型Ni-Pt纳米粒子可以显著提高Pt的催化活性和利用率.     

具有高活性和突出的抗中毒性能的Pt修饰Ru/C催化剂的制备和表征(英文)

采用两步浸渍-还原法制备了一种具有高Pt利用效率,高性能的Pt修饰的Ru/C催化剂(Ru@Pt/C).对于甲醇的阳极氧化反应,该催化剂的单位质量铂的催化活性分别为Pt/C、自制PtRu/C和商业JMPtRu/C催化剂的1.9、1.5和1.4倍;其电化学活性比表面积分别为Pt/C和自制PtRu/C的1.6和1.3倍.尤为重要的是该催化剂对甲醇氧化中间体具有很好的去除能力,其正向扫描的氧化峰的峰电流密度(If)与反向扫描氧化峰的峰电流密度(Ib)之比可高达2.4,为Pt/C催化剂的If/Ib的2.7倍,表明催化剂具有很好的抗甲醇氧化中间体毒化的能力.另外,Ru@Pt/C催化剂的稳定性也高于Pt/C、自制PtRu/C和商业JMPtRu/C催化剂的稳定性.采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征,Pt在Ru表面的包覆结构得到了印证.Ru@Pt/C的高铂利用效率、高性能和高抗毒能力使其有望成为一种理想的直接甲醇燃料电池电催化剂.     

Pt/MgO 催化剂上甲烷部分氧化制合成气反应

用浸渍法制备了Pt/MgO催化剂,并采用X射线衍射、X射线光电子能谱、透射电子显微镜和程序升温表面反应等技术对催化剂进行了表征.考察了催化剂对甲烷部分氧化制合成气反应的催化性能.结果表明,Pt/MgO催化剂具有较高的催化活性和选择性,甲烷转化率与合成气选择性在120 h内保持稳定.以金属状态存在的Pt对甲烷分解具有较高的活性,从而使催化剂对甲烷部分氧化反应具有较高的催化活性.活性组分Pt的存在状态和分散状态非常稳定,而Pt/MgO催化剂具有较强的抗积碳能力,使得催化剂在甲烷部分氧化制合成气反应中具有较高的稳定性.     

树枝状钯纳米结构的控制合成及硝基苯加氢反应的催化活性

以氯钯酸为前驱体, 苯甲醇为还原剂和溶剂, 十六烷基吡咯烷酮(PVP)为稳定剂, 在微波辐射下制备了分散均匀、形貌均一的树枝状钯纳米结构. 产物用透射电子显微镜(TEM), X射线粉末衍射(XRD), X射线光电子能谱(XPS)进行了表征, 表明所制备的Pd纳米颗粒呈树枝状, 形貌单一, 分散均匀, 是由许多近似圆形的小颗粒自组装而成的二级结构. 对树枝状钯催化硝基苯加氢反应进行探究, 表明树枝状钯的催化活性比市售的钯碳催化剂的催化活性高.     

碳纳米管电极上原位沉积Pt纳米颗粒

 本文利用原位离子交换法制备了碳纳米管(CNTs)载铂(Pt/CNTs)电极. X射线光电子能谱分析表明, Pt通过离子交换载于电化学功能化的CNTs表面. 扫描电镜照片显示, Pt高度分散于CNTs表面. X射线衍射分析表明, Pt的粒径约为4.0 nm. 离子交换法所制Pt/CNTs电极的电化学表面积和Pt的利用率均大于传统Pt/CNTs电极(Pt粒径约为2.5 nm), 其对氧还原的催化活性高于传统电极. 这归因于离子交换法所制电极的特殊结构,即Pt普遍载于电化学活性位上.     

碱性介质中W,Ni和Sn掺杂的Pt-Ru/C电催化氧化甲醇的性能

直接以Pt, Ru, W, Ni和Sn的金属盐为前驱体, 通过溶胶法制备了不同原子比的Pt-Ru-M/C(M=W, Ni, Sn)碳载纳米合金催化剂, 用X射线衍射(XRD)和X光电子能谱(XPS)表征催化剂的晶相结构、表面组成及价态形式, 采用循环伏安法测试催化剂电催化氧化甲醇活性. 结果表明, 掺杂Ni和W可明显提高Pt-Ru/C催化活性, 掺杂Sn则降低了Pt-Ru/C催化活性. 其中Pt5-Ru4-Ni0.7/C的活性最高, 在1.0 mol/L NaOH＋1.0 mol/L CH3OH溶液中峰电流达835.2 mA/mg, 甲醇起始氧化电位比Pt5-Ru5/C低约0.11 V.     

高耐久活性二元合金PtTi薄膜电催化剂

以超纯靶材为原料,采用超高真空双靶共溅射系统制备出粒径分布为8.3?12.5 nm,Pt负载量为0.1 mg/cm2的PtTi作为催化剂.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、耐用性压力测试(DST)和计时电流(I-t)方法对所制备的PtTi催化剂结构、催化活性及耐久性进行研究,并探究Ti添加量对Pt基合金催...     

一种制备用于正庚烷异构化的Pt-WO3/ZrO2催化剂的新方法

 采用不同的ZrO(OH)2前驱体制备了WO3-ZrO2和Pt/WO3-ZrO2催化剂. 结果表明,与常规的ZrO(OH)2水凝胶为前驱体制备的WO3-ZrO2-CP催化剂相比,以常压流动氮气中干燥处理的ZrO(OH)2乙醇凝胶为前驱体制备的WO3-ZrO2-AN催化剂对正庚烷临氢异构化反应具有更高的催化活性. 当在 WO3-ZrO2-AN中添加少量Pt时,其催化活性和稳定性均得到显著提高. 表明以ZrO(OH)2醇凝胶为前驱体可以制备出高效稳定的Pt/WO3-ZrO2-AN催化剂.     

核壳MFI/CHA分子筛的合成及催化性能

采用二次生长法(外延法)在ZSM-5(MFI型)晶体颗粒表面外延生长SAPO-34(CHA型)磷酸硅铝分子筛壳层,合成了MFI/CHA型核壳分子筛材料。并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色散射线光谱(EDS)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对其进行了表征。结果表明,核相ZSM-5的预处理步骤对于成功合成此核壳型分子筛材料十分关键。通过研究晶化温度和晶化时间对MFI/CHA核壳型沸石分子筛合成的影响推测出MFI/CHA壳层生长的晶化机理,并考察在甲醇芳构化中的择形催化作用。     

Highly efficient and stable electrooxidation of methanol and ethanol on 3D Pt catalyst by thermal decomposition of In_2O_3 nanoshells

In this paper In_2O_3 nanoshells have been synthesized via a facile hydrothermal approach.The nanoshells can be completely cracked into pony-size nanocubes by annealing,which are then used as a support of Pt catalyst for methanol and ethanol electrocatalytic oxidation.The prepared In_2O_3 and supported Pt catalysts(Pt/In_2O_3) were characterized by X-ray diffraction(XRD),energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),field effect scanning electron microscopy(FESEM),and transmission electron microscopy(TEM).Cyclic voltammetry(CV),linear sweep voltammetry(LSV),chronoamperometry and electrochemical impedance spectroscopy(EIS) were carried out,indicating the excellent catalytic performance for alcohol electrooxidation can be achieved on Pt/In_2O_3 nanocatalysts due to the multiple active sites,high conductivity and a mass of microchannels and micropores for reactant diffusions arising from 3D frame structures compared with that on the Pt/C catalysts.     

热分解法制备电解煤浆用阳极及其电催化活性

采用热分解法制备了一元、二元贵金属形稳阳极(DSA),并用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射X射线谱(EDS)等测试技术对所制备电极的表面形貌、成分组成等进行分析表征;在煤浆电解过程中,采用两电极体系,对所制备电极的电催化活性进行了测试。结果表明,催化涂层中Ru、Ir主要以氧化物或合金的形式存在,而Pt主要以金属单质或合金的形式存在,用所制备的电极作为阳极,电解煤浆10h以后,电流大小和气体的生成速率比较稳定,在整个电解过程中,H2气的电解效率一直接近100%,而此时阳极产物的电解效率为40%左右。与Ti/Pt电极相比,电极的催化活性均有较大的提高,其中Ti/Pt-RuO2(1∶1)和Ti/Pt-IrO2(1∶1)电极的活性最好。     

Preparation of MoO3/Pt electrodes by electrodeposition for a direct methanol fuel cell

MoO₃/Pt binary catalysts with various Mo/Pt ratios were prepared by an electrodeposition method for use as the anode in a direct methanol fuel cell. Pt was electrodeposited onto indium tin oxide (ITO) substrate, and then MoO₃ was electrodeposited from an Mo-peroxo electrolyte on the top of Pt with different deposition times. The crystallinity of synthesized films was analyzed by X-ray diffraction (XRD), and the oxidation state of both the platinum and molybdenum were determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses. Scanning electron microscopy–energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDS) was employed to investigate the surface morphology and composition. The catalytic activity and stability for methanol oxidation were measured using cyclic voltammetry and chronoamperometry in a mixture of 0.5 M H₂SO₄ and 0.5 M CH₃OH aqueous solution. Electrocatalytic activity for CO oxidation was also evaluated in a 0.5-M H₂SO₄ solution. The addition of a proper amount of MoO₃ was found to significantly improve both the catalytic activity and stability for methanol oxidation.     

Pt 改性的高结晶度 TiO2 晶须的光催化性能

 以二钛酸钾 (K₂Ti₂O₅) 为前驱体, 通过离子交换和 800^oC 焙烧制备了 TiO₂晶须 (TiO₂(800^oC)), 并采用乙二醇胶体法, 在 TiO₂(800^oC) 样品上负载 1% Pt 纳米颗粒制成了 Pt/TiO₂(800^oC 催化剂. 采用 X 射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X 荧光光谱和低温 N2 吸附-脱附等技术对催化剂进行了表征, 并考察了该催化剂光催化降解苯酚活性及稳定性. 结果表明, TiO₂(800^oC)样品为结晶度较高的纯锐钛矿 TiO₂, 载 Pt 后催化活性提高到原来的 2.3 倍, 具有很高的单位比表面积活性. 催化剂经 10 次重复使用后, Pt 流失量仅为 6%, 活性为新鲜催化剂的 91%. 而低结晶度的纯锐钛矿或混晶的 TiO₂ 负载 Pt 催化剂的活性和稳定性均不及 Pt/TiO₂(800^oC).     

Effect of electron beam irradiation on the formation of active sites in the Pt/H pentasil catalyst

The influence of preirradiation with an electron beam from a linear resonance electron accelerator in flowing argon on the structure and properties of the 1% Pt/H pentasil catalyst was studied. The support structure was studied by x-ray diffraction and low-temperature nitrogen adsorption. No changes in the crystal structure and pentasil specific surface area were observed in the irradiation dose range from 120 to 900 Mrad at an average electron energy of 7.7 MeV. The electron beam treatment resulted in a considerable increase in the catalytic activity of the Pt/H pentasil in gas-phase toluene hydrogenation as a model reaction. The results obtained by IR spectroscopy of adsorbed CO and X-ray diffraction data suggested that the increase in the catalyst activity after electron beam irradiation is due to changes in the size and charge of the Pt particles.     

仿生分级结构NiO纳米线/纳米纤维的可控制备及光催化性能

采用静电纺丝技术和"自下而上"的溶液相自组装技术, 制备了具有仿生主次分级结构的三维NiO纳米线/纳米纤维. 采用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)和比表面积分析仪分别对其形貌、 晶型和孔结构进行了表征. 以水体中的有色染料亚甲基蓝为模型污染物, 研究了分级结构NiO纳米线/纳米纤维的光催化性能. 结果表明, 在180 min内, 以分级结构NiO为催化剂时, 亚甲基蓝的降解率达到了97%, 分别是以纳米纤维和纳米粒子为催化剂时的1.24倍和2.16倍.     

一步法制备还原态氧化石墨烯载铂纳米粒子及其对甲醇氧化的电催化性能

以天然石墨为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨.然后采用简单的一步化学还原法在乙二醇(EG)中同时还原氧化石墨烯(GO)和H₂PtCl₆制备高分散的铂/还原态氧化石墨烯(Pt/RGO)催化剂.采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对催化剂的微结构、组成和形貌进行表征.结果表明, GO已被还原成RGO, Pt纳米粒子均匀分散在RGO表面,粒径约为2.3 nm.采用循环伏安法和计时电流法评价催化剂对甲醇氧化的电催化性能,测试结果表明, Pt/RGO催化剂对甲醇氧化的电催化活性和稳定性与Pt/C和Pt/CNT相比有了很大提高.另外其对甲醇电催化氧化的循环伏安图中正扫峰电流密度(I_f)和反扫峰电流密度(I_b)的比值高达1.3,分别是Pt/C和Pt/CNT催化剂的2.2和1.9倍,表明Pt/RGO催化剂具有高的抗甲醇氧化中间体CO_ad的中毒能力.     

Pt- and Ir-based disperse catalysts synthesized in a magnetron for water electrolyzers with a solid polymer electrolyte

Disperse catalytic compositions for water electrolysis in electrolyzers with a solid polymer electrolyte were obtained by magnetron sputtering of C–Pt and Mo–Ir sectional targets. The catalysts were studied by X-ray diffraction analysis, electron microscopy, and voltammetry. The synthesized Pt–С and Ir–Mo catalysts with lowered contents of the precious component were subjected to prolonged trials in an electrolysis cell with a solid polymer electrolyte and showed high activity and stability.     

铂纳米空球的制备及其对甲醇氧化的电催化性能

以粒径为100nm的硒球作模板,在室温下批量合成了粒径约110nm、壳厚约5 nm的铂空球.采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HR-TEM）、选区电子衍射（SAED）、X射线衍射（XRD）、能量色散X射线谱（EDX）等检测技术表征了其形貌与结构;以甲醇为探针分子研究了铂纳米空球修饰玻碳电极对甲醇电氧化的催化性能.结果表明,由铂原子簇团构筑的多孔铂空球粒径均匀、分散性好、结构稳定、比表面积大、传质性能好,是甲醇氧化的理想催化材料.循环伏安（CV）结果表明:当甲醇氧化的电流密度0.10 mA·cm^-2,正扫时,铂纳米空球的氧化电位与实心铂纳米粒子及铂黑相比,分别负移了约110和64mV;负扫时,前者比后两者分别负移了约51与13 mV.经800圈循环伏安扫描后,正扫时,甲醇在铂纳米空球上氧化峰的电流密度为实心铂纳米粒子及铂黑上的13和15倍;负扫时,前者为后两者的19和38倍.表明铂纳米空球对甲醇氧化具有较好的催化活性和稳定性.