乙醇在碳修饰的二氧化钛纳米管负载的钯电催化剂上的催化氧化

 通过有机物分解碳化处理TiO2 纳米管制得了TiO2C, 并以其为载体制备了Pd/TiO2C电催化剂,考察了该催化剂对碱性介质中乙醇电催化氧化的活性. 结果表明,碳化导电处理的TiO2C纳米管载体能有效改善催化剂中贵金属的分散度和电极结构,从而提高催化剂的电催化活性. 对催化剂活性组分的优化实验表明, Pd/TiO2C质量比为1/1时催化剂的活性最高. 在1 mol/L KOH溶液中Pd载量均为0.3 mg/cm2的条件下, Pd/TiO2C催化剂对乙醇氧化的催化活性是Pd/C催化剂的3.8倍.     

不同状态Au对甲酸在Pd催化剂上电催化性能的影响

合成并比较了碳载Au(Au/C)、碳载Pd(Pd/C)、碳载高合金化Pd-Au(Pd-Au/C-T)和碳载非合金化Pd-Au(Pd-Au/C-H)催化剂对甲酸氧化的电催化活性和稳定性.结果表明,Au/C对甲酸氧化基本没有电催化活性,而Pd/C对甲酸氧化有较好的电催化性能,Au的加入能进一步提高Pd催化剂对甲酸氧化的电催化活性和稳定性,特别是Pd-Au/C-T对甲酸氧化的电催化活性和稳定性要好于Pd-Au/C-H,更远好于Pd/C催化剂.相关反应机理有待进一步揭示.     

Ho~(3+)修饰的Pt/C电极对DMM的电催化氧化

通过循环伏安法(CV),计时电流法(CA)和线性扫描法(LSV)对二甲氧基甲烷的电氧化特性进行了研究.发现当用Ho3+修饰Pt/C催化剂电极后可以大幅度提高电极对DMM的电催化活性.热处理Ho3+修饰后Pt/C催化剂电极,可进一步提高该电极对DMM的电催化氧化活性.     

乙醇和CO在Pt-WO3/C电极上的电催化氧化

制备并比较了Pt/C和Pt-WO3/C催化剂对乙醇的电化学氧化活性.发现无论是在酸性溶液中还是中性溶液中,Pt-WO3/C电极对乙醇氧化的电催化活性都比在Pt/C电极上高.这是由于WO3能提供乙醇在Pt上氧化所需的含氧物种,此外WO3能在较低电位下使乙醇氧化的中间产物CO氧化除去,从而提高了催化剂对乙醇氧化的催化活性.     

微乳液法制备的PtSn/C催化剂对乙醇的电催化氧化性能

以甲酸钠为还原剂,在水/triton X-100/乙二醇/环己烷的W/O型微乳液中制备PtSn/C催化剂.采用X射线衍射（XRD）分析催化剂的结构,循环伏安法和电化学阻抗谱法测试催化剂对乙醇的催化氧化性能.结果表明,微乳法制备的PtSn/C催化剂部分合金化,与Pt/C相比,PtSn/C对乙醇的电催化氧化活性有明显提高,具有更高的抗CO中毒能力.     

合金化程度对炭载Pt-Ru催化剂性能的影响

在含四氢呋喃(THF)的水溶液中, 室温下用NaBH₄还原H₂PtCl₆和RuCl₃制得Pt-Ru/C催化剂. 其Pt-Ru 粒子的合金化程度较高, 平均粒径较小, 相对结晶度较低. 因此对甲醇氧化的电催化活性远高于Pt-Ru 粒子的平均粒径和相对结晶度相似的, 而且Pt-Ru合金化程度低的商业化的E-TEK的Pt-Ru/C催化剂, 表明Pt-Ru的合金化程度对Pt-Ru/C催化甲醇氧化的电催化活性有很大的影响.     

磷钼酸修饰炭载Pd电极的H2O2电催化还原

采用化学还原法制备了炭载钯（Pd/C）催化剂,浸渍修饰磷钼酸（PMA）制备成复合催化剂. 通过XRD和红外谱图（IR）表征催化剂的组分和结构,采用线性扫描曲线及计时电流曲线考察了该电极的电催化性能. 研究表明,室温（20 ^oC）PMA-Pd/C电极的H₂O₂还原电催化活性更优.     

Fe对Pt-Fe/C催化剂电催化氧还原反应活性的影响

制备了用作直接甲醇燃料电池的碳载Pt-Fe(Pt-Fe/C)阴极催化剂, X射线能量色散谱(EDX)、X射线衍射谱和电化学测量的结果表明, 在Pt-Fe/C催化剂中, Fe以3种形式存在. 质量分数大约为20％的Fe进入Pt的晶格, 形成Pt-Fe合金, 质量分数大约为80％的Fe没有进入Pt的晶格而以Fe和Fe2O3的形式单独存在. 该催化剂经酸处理后, 非合金化Fe和Fe2O3被溶解, 而使Pt-Fe/C催化剂的电化学活性比表面积要比未经酸处理前的增加约30％左右, 导致Pt-Fe/C催化剂对氧还原的电催化活性优于未经酸处理前的Pt-Fe/C催化剂. 研究结果表明, Pt-Fe/C催化剂的电化学活性比表面积对氧还原的电催化活性起重要的作用, 另外, 只有与Pt形成合金的Fe能提高Pt对氧还原的电催化活性, 而非合金化的Fe对Pt催化剂对氧还原的电催化活性基本没有影响.     

室温制备高合金化Pt-Ru/CMK-3催化剂及其对甲醇的电催化氧化

通过低温络合反应制备了高分散高合金化的Pt-Ru固溶体, 并将其均匀地担载在有序介孔碳CMK-3上, 以形成二元复合金属催化剂. XRD谱图表明,fcc结构的Pt原子部分被hcp结构的Ru原子取代形成置换固溶体， 而且几乎没有未形成合金的Ru存在. TEM和XRD研究结果表明， Pt-Ru/CMK-3催化剂中Pt-Ru合金粒子的平均粒径为27 nm, 且具有良好的均一度. 还研究了催化剂对甲醇的电催化氧化性能, 并与E-TEK公司同类催化剂进行了对比, 研究结果表明, Pt-Ru/CMK-3催化剂具有较大的电化学活性面积, 对甲醇的电催化氧化性能和抗CO中毒能力明显优于其它同类催化剂.     

CO在纳米CeO2负载的Pd-Cu催化剂上的低温催化氧化

用溶胶-凝胶法制得了平均晶粒度为15nm的CeO2粉体,并用浸渍法制备了Pd-Cu/纳米CeO2催化剂;通过XRD、SEM和HRTEM等表征手段研究了纳米CeO2粉体和Pd-Cu/纳米CeO2催化剂的性能;考察了催化剂对CO的低温催化氧化活性.结果表明纳米CeO2粉体负载的Pd-Cu催化剂对CO的低温催化氧化活性明显优于一般CeO2颗粒负载的Pd-Cu催化剂,其CO完全氧化的最低温度比Pd-Cu/热分解法CeO2催化剂低约70℃,比Pd-Cu/工业CeO2催化剂低约130℃.因此,纳米CeO2粉体作载体可极大地提高Pd-Cu催化剂的CO氧化性能.     

Supported Pd-Cu bimetallic nanoparticles that have high activity for the electrochemical oxidation of methanol

Monodisperse bimetallic Pd-Cu nanoparticles with controllable size and composition were synthesized by a one-step multiphase ethylene glycol (EG) method. Adjusting the stoichiometric ratio of the Pd and Cu precursors afforded nanoparticles with different compositions, such as Pd(85)-Cu(15), Pd(56)-Cu(44), and Pd(39)-Cu(61). The nanoparticles were separated from the solution mixture by extraction with non-polar solvents, such as n-hexane. Monodisperse bimetallic Pd-Cu nanoparticles with narrow size-distribution were obtained without the need for a size-selection process. Capping ligands that were bound to the surface of the particles were removed through heat treatment when the as-prepared nanoparticles were loaded onto a Vulcan XC-72 carbon support. Supported bimetallic Pd-Cu nanoparticles showed enhanced electrocatalytic activity towards methanol oxidation compared with supported Pd nanoparticles that were fabricated according to the same EG method. For a bimetallic Pd-Cu catalyst that contained 15?% Cu, the activity was even comparable to the state-of-the-art commercially available Pt/C catalysts. A STEM-HAADF study indicated that the formation of random solid-solution alloy structures in the bimetallic Pd(85)-Cu(15)/C catalysts played a key role in improving the electrochemical activity.     

A Facile One‐Pot Synthesis and Enhanced Formic Acid Oxidation of Monodisperse Pd–Cu Nanocatalysts

Highly monodisperse spherical 3 nm Pd–Cu alloy nanoparticles (NPs) were synthesized in high yield through the coreduction of [Pd(acac)₂] (acac=acetylacetonate) and [Cu(acac)₂] in nonhydrolytic solutions by using trioctylamine and oleic acid. The relative compositions of Pd and Cu could be tuned by controlling the molar ratios between the metal precursors in the raw solutions. The carbon‐supported Pd–Cu NPs (Pd–Cu/C) were chemically dealloyed by acetic acid washing, which resulted in the formation of porous structures. The prepared Pd–Cu/C catalysts exhibited at least threefold enhancement of Pd mass activities compared with a commercial Pd/C catalyst toward formic acid oxidation in an acidic medium, and also showed outstanding electrocatalytic stabilities. The improved electrocatalytic properties of the Pd–Cu NPs are attributed to the presence of a large number of active sites on their surfaces owing to their small particle sizes and chemically dealloyed porous structures.     

SnO_2纳米棒负载Pd-Cu空心球催化剂的制备及其对乙醇氧化电催化性能研究

本文通过简单溶剂热反应合成棒状SnO2,然后以谷氨酸为添加剂,乙二醇为分散剂和还原剂,溶剂热合成SnO2纳米棒负载的Pd-Cu球形空壳催化剂.透射电镜结果表明Pd-Cu空心球粒径大约100 nm,并且分布均匀.电化学测试结果表明,该催化剂对乙醇氧化表现出较高的电催化活性和稳定性,其中电流密度可达119.4 mA cm?2,研究表明,合适的金属氧化物的引入可使催化剂释放更多的活性位点从而提高催化剂的电催化活性.     

Cu含量对Pd-Cu/铝土矿CO氧化催化剂结构和性能的影响

利用资源丰富的天然铝土矿经NaOH溶液水热处理后焙烧,获得比表面积达174 m²·g^-1铝土矿载体,制备了双金属Pd-Cu为活性组分的催化剂,金属Pd负载量为0.5%（质量百分数）,以CO氧化反应为探针反应,详细考察了Cu含量的变化对催化剂物化性能的影响。研究发现,Cu的引入有利于提高金属Pd的分散度,同时随着Cu含量的变化,金属Pd与Cu之间以及金属与铝土矿载体之间的相互作用随之改变。催化剂的CO氧化反应性能评价结果表明,Pd和Cu负载量分别为0.5%和4%的样品（PdCu₄/MB）催化反应性能最佳。结合表征结果认为,PdCu₄/MB的高活性归因于良好的Pd和Cu分散度,金属Pd、Cu以及金属与载体之间较强的相互作用。此外,CO-TPD表征结果说明较强的CO吸附能力和从载体中获取氧的能力也有利于提高PdCu₄/MB样品的CO氧化反应性能。     

Cu含量对Pd-Cu/铝土矿CO氧化催化剂结构和性能的影响

利用资源丰富的天然铝土矿经NaOH溶液水热处理后焙烧,获得比表面积达174 m²·g^-1铝土矿载体,制备了双金属Pd-Cu为活性组分的催化剂,金属Pd负载量为0.5%（质量百分数）,以CO氧化反应为探针反应,详细考察了Cu含量的变化对催化剂物化性能的影响。研究发现,Cu的引入有利于提高金属Pd的分散度,同时随着Cu含量的变化,金属Pd与Cu之间以及金属与铝土矿载体之间的相互作用随之改变。催化剂的CO氧化反应性能评价结果表明,Pd和Cu负载量分别为0.5%和4%的样品（PdCu₄/MB）催化反应性能最佳。结合表征结果认为,PdCu₄/MB的高活性归因于良好的Pd和Cu分散度,金属Pd、Cu以及金属与载体之间较强的相互作用。此外,CO-TPD表征结果说明较强的CO吸附能力和从载体中获取氧的能力也有利于提高PdCu₄/MB样品的CO氧化反应性能。     

Dealloyed carbon-supported PtAg nanostructures: Enhanced electrocatalytic activity for oxygen reduction reaction

Dealloyed PtAg/C nanostructures, prepared by selective electrochemical etching of Ag in 0.5 M H₂SO₄ from a series of alloyed Pt_mAg/C samples with atomic Pt/Ag ratio m = 0.1, 0.5, 1.0 and 1.5, were employed as cathode electrocatalysts for oxygen reduction reaction (ORR) in 0.5 M KOH. Compared with their as-prepared counterpart alloy catalysts, the dealloyed catalysts showed higher half-wave potentials (E_1/2) and significantly higher Pt mass-specific activity (MSA) data. The intrinsic activity (IA) of Pt increased more or less after the dealloying treatment but was strongly dependent on the composition (m) of the alloyed sample. The Pt IA numbers were comparable for the dealloyed catalysts derived from Pt_mAg/C of m = 0.5, 1.0 and 1.5, which were nearly twice that for E-TEK Pt/C catalyst and 3 times that for the dealloyed catalyst derived from Pt_0.1Ag/C.     

Pd-Sb/C复合纳米催化剂对甲酸电催化氧化的性能研究

以柠檬酸三钠为稳定剂,硼氢化钠为还原剂,制备了碳载型的Pd-Sb复合纳米催化剂（Pd-Sb/C）,通过调制不同Pd:Sb摩尔比研究了其对甲酸电催化性能的影响. TEM结果表明,合成的纳米颗粒粒径较小且均匀分散在碳载体表面. XRD和XPS测试表明,Pd-Sb/C中少量的单质态Sb(0)高度分散在Pd颗粒中或表面,形成合金化程度较低的PdSb合金. 电化学测试表明,当Pd:Sb = 20:1时,合成的催化剂对甲酸的催化效能最佳. 与合成的Pd/C和商业Pd/C相比,Pd-Sb/C(20:1)的电流密度分别是Pd/C的2.6倍、商业Pd/C的4.2倍. Pd-Sb/C的整体催化性能得到改善主要归因于适量的单质态Sb(0)引入到Pd中,诱导产生电子效应和“双功能”效应,一方面减小Pd与CO毒性物种之间的吸附作用,另一方面促使Pd表面吸附的CO快速氧化,提高了Pd-Sb/C催化剂的抗CO中毒能力,使得Pd-Sb/C催化剂的整体催化性能得到改善.     

Pt-ZnO/C复合材料的合成及对醇类催化活性的研究

采用溶胶-凝胶法制备了ZnO微米颗粒,电沉积Pt合成了Pt-ZnO/C复合材料。利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对产物的晶型和形貌进行了表征,并利用循环伏安法（CV）研究了所得复合材料对甲醇和乙醇的电催化活性。实验结果表明,该催化剂在ZnO的质量分数为50%时对甲醇和乙醇氧化的电催化活性最好。
     

Nitrogen doped tin oxide nanostructured catalysts for selective electrochemical reduction of carbon dioxide to formate

Tin/tin oxide materials are key electrocatalysts for selective conversion of CO_2 to formate/formic acid.Herein we report a tin oxide material with nitrogen doping by using ammonia treatment at elevated temperature. The N doped material demonstrated enhanced electrocatalytic CO_2 reduction activity, showing high Faradaic efficiency(90%) for formate at -0.65 V vs. RHE with partial current density of 4 mA/cm~2.The catalysis was contributed to increased electron negativity of N atom compared to O atom. Additionally, the N-doped catalyst demonstrates sulfur tolerance with retained formate selectivity. The analysis after electrolysis shows that the catalyst structure partially converts to metallic Sn, and thus the combined Sn/N-SnO_2 is the key for the active CO_2 catalysis.     

还原热处理条件对Pt-Fe/C 合金催化剂性能的影响

采用脉冲微波辅助化学还原-含氢气体热处理法制备了质子交换膜燃料电池(PEMFC)用Pt-Fe/C合金催化剂.通过电感耦合等离子体(ICP)检测了金属元素含量,用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂的微观结构和形貌进行了表征,并利用循环伏安(CV)法评价了催化剂催化氧还原性能.结果表明,脉冲微波辅助化学还原法是一种快速制备粒径较小、分布均匀的Pt-Fe/C催化剂的有效方法,含氢气体热处理对提高催化剂活性有重要作用.还原热处理温度和时间对催化剂活性也有很大影响.经过500°C还原热处理后的催化剂活性比还原热处理之前的催化剂性能有很大提高.TEM和XRD结果显示,Pt-Fe/C-500-3h的纳米粒子均匀地分散在碳载体上,平均粒径为1.8nm,500°C下热处理3h的催化剂有最大的电化学表面积(ESA),为55.14m2·g-1.