碳载Pt和PtRu催化剂的甲醇电氧化比较

利用电化学方法对商用Pt/C和PtRu/C催化剂在酸性介质中的甲醇电氧化进行了比较研究.动电位和恒电位氧化实验结果皆表明PtRu/C比Pt/C对甲醇电催化活性高.PtRu合金的形成不仅改变了催化剂表面对氢的吸附性质,而且使氧化物还原峰电位向阴极方向移动.Ru与甲醇的相互作用为温度活化过程,需要较高的温度.     

不同温度下聚铝碳硅烷的合成与表征

为了研究合成温度对聚铝碳硅烷(PACS)结构的影响, 采用具有Si—C骨架结构的低分子量液态聚碳硅烷(LPCS)与乙酰丙酮铝[Al(AcAc)3]为原料, 在300, 360和420 ℃下分别合成了固态PACS, 并对合成的PACS样品进行元素组成及结构表征. 表征结果显示, 合成温度明显影响样品的Al, O含量及Si—H键数量. 合成温度升高, Al含量与O含量增大, 但PACS中的Si—H键数量急剧减少, 在360 ℃下合成的样品具有理论Al含量, 而在300和420 ℃下合成的样品的Al含量分别小于和大于理论Al含量. 27Al MAS NMR结果显示, Al与O形成AlO4, AlO5和AlO6 三种配位形式. 反应过程中消耗Si—H键形成Si—O—Al交联结构是PACS数均分子量及多分散系数增加的主要原因.     

DMFC中甲醇渗透的电化学研究

设计并建立甲醇渗透测试体系和模拟直接甲醇燃料电池(DMFC)运行体系,分别考察静态条件下H-cell中甲醇的渗透和运行条件下甲醇渗透对OCV的影响.循环伏安和计时电流法测试表明:随着渗透时间的延长,阴极侧的甲醇浓度增加;甲醇浓度增加,氧化峰电流增大,峰电位正移,氢在电极表面的吸脱附受到抑制,同时甲醇的正向氧化电流曲线出现肩峰.模拟DMFC实验测试结果表明:OCV先逐渐上升,接着发生突降,大约1.5 h后趋于稳定.     

两步法制备多孔硅及其表征II：脉冲电流法

采用脉冲阳极／阴极电流和化学氧化两步法分别在1：1的氢氟酸和乙醇溶液中及20％硝酸溶液中制备出孔径约为0．5－3μm,厚度大约为10－20μm的多孔硅样品,将获得的多孔硅结构再进一步用扫描电子显微镜和拉曼光谱仪进行表面形貌和光学性质的考察,与恒电流－化学氧化两步法制得的多孔硅相比,用脉冲电流法得到的多孔硅的孔径范围较大,且多孔层较厚,制备时加紫外光照显著提高了多孔硅的,并发生“蓝移”现象,用脉冲电流法制得的多孔硅在老化后（在干燥器放置一年）同样观察到光致发光明显增强。     

基于液态聚碳硅烷的聚铝碳硅烷的合成与表征

采用液态聚碳硅烷与乙酰丙酮铝在常压下反应合成了具有不同铝含量的聚铝碳硅烷(PACS), 由于不需要循环回流过程, 因此该方法简单方便, 安全性高. 在与合成聚铝碳硅烷相同的条件下, 对单纯的液态聚碳硅烷原料进行保温处理, 所得产物的分析表征结果显示, 该原料在反应条件下基本保持稳定, 不会自聚或者裂解. 不同铝含量的聚铝碳硅烷的元素分析结果表明, 随着乙酰丙酮铝加入量的增加, 聚铝碳硅烷中的铝含量增加, 同时氧含量增加, 氢含量减少, 且乙酰丙酮铝中的铝元素几乎全部引入到液态聚碳硅烷中. GPC分析结果显示, 随着铝含量的增大, PACS的数均分子量增大, 分子量分布变宽. 红外光谱和核磁共振波谱分析结果表明, 液态聚碳硅烷与乙酰丙酮铝的反应主要以消耗Si-H键的方式进行, 铝元素以AlO₄, AlO₅和AlO₆ 3种配位形式存在, 同时形成Si-O-Al交联键, 使得聚铝碳硅烷的分子量增大, 分子量分布变宽.     

PEMFC商用催化剂电催化活性和寿命研究(英文)

采用自设计的特制H 形电解槽模拟单个氢 空气质子交换膜燃料电池运作,并以电化学方法、SEM及XRD等技术研究两种商用催化剂,即碳载铂(Pt/C)和纯铂钌(Pt Ru)的电催化活性、表面形貌及其结构和寿命.同时对比了两种催化剂分别放在H 形电解槽和常规电解槽中运行情况的测试结果.实验表明,经过H 形电解槽运行后的催化剂,其循环伏安曲线表征氢吸脱的特征峰分别发生了正偏移(Pt/C电极)和负偏移(Pt Ru电极),且对应的峰电流呈现减小的趋势(特别是Pt/C电极).一氧化碳的毒化造成纯铂钌的电催化活性显著下降,其影响是不可逆的.     

两步法制备多孔硅及其表征I:恒电流法(英文)

本工作通过采用电化学极 -化学氧化两步法在 1:1氢氟酸和乙醇溶液中制备出孔径约为 1～ 2 μm ,厚度大经为 6～ 10 μm的多孔硅样品 .首先将 0 .0 3A/cm2 的恒电流施加到p( 10 0 )硅片一段时间 ,然后将该硅片浸到 2 0 %的硝酸溶液中氧化一段时间 .通过此方法获得的多孔硅结构再进一步用扫描电子显微镜和拉曼光谱仪进行表面形貌和光学性质的考察 .所有制备出的多孔硅结构均有光致发光现象 .老化的多孔硅样品 (在干燥器放置一年 )的光致发光谱峰强度明显增强 ,但分别经过苯乙烯和十六碳烯 ( 1)两种有机溶剂处理 1h后的老化多孔硅样品的光致发光强度却没有显著改变 .     

原位Raman光谱技术应用于铁电陶瓷畴变与电疲劳研究

基于铁电陶瓷材料90°畴变导致Raman光谱变化的原理,自行设计并搭建了铁电材料原位测试分析和数据采集系统,通过与Raman光谱仪的联用,利用特制的样品旋转装置,从实验上证实在外加电场作用下铁电材料中的90°畴变使平均电畴的择优取向发生改变,从而导致Raman光谱强度的变化,利用铁电材料原位测试分析和数据采集系统,实现...     

硅片表面多金属污染的交流阻抗表征

在接近氢氟酸实际应用浓度条件下, 利用交流阻抗技术研究了硅片表面金属微观污染行为, 在氢氟酸溶液中分别加入0.5和1 mg/g的铜、铁、镍、钙四种金属离子, 获得了硅片在单金属溶液中的特征交流阻抗谱, 并在此基础上研究了三种金属及四种金属共存时的特征交流阻抗谱, 通过等效电路的拟合估算了硅/氢氟酸界面电化学反应的动力学参数, 并结合扫描电镜形貌图探讨了不同类型的单金属和多金属对硅电化学行为的影响. 结果表明, 多金属微观污染是各种单金属协同作用的结果, 铜在硅片上发生电化学沉积, 直接导致硅片表面粗糙化. 铁对硅片表面的破坏严重, 同时影响铜的沉积. 镍的存在使硅片表面更容易氧化. 而钙通过在硅片表面形成氟化钙沉淀物可以钝化表面, 减缓铜在硅片表面的沉积.     

DMFC寿命测试过程中膜电极的表面和结构研究(英文)

设计并组装单电池寿命测试系统,测试直接甲醇燃料电池(DMFC)的运行寿命,获得不同运行时间下单电池的极化和功率曲线.测试结束后,分别对运行过的膜电极(MEA)催化剂(铂黑和铂钌黑)和Nafion117(膜作XRD,HRTEM,FTIR及Raman等表征.考察在长期运行条件下电池寿命性能与膜电极中催化剂的颗粒大小、分布、形态、表面物种以及膜的结构之间的关系.寿命测试结果表明,单电池在不同运行阶段其性能变化也不同.运行前200 h,电池性能衰减较显著;运行200~704 h性能较稳定,运行1 002 h后电池性能恶化.波谱实验发现,单电池长期运行后,其膜电极的阴、阳极催化剂颗粒变大.电池寿命性能的衰退伴随膜电极微结构、表面组成、催化剂/膜界面结构的变化以及Nafion 117(膜的老化.