刘影
,
赵红
,
闫世友
,
齐静
,
孙公权
催化学报
以NaBH4为还原剂,采用共还原法和分步还原法制备了粒径分布均匀的Pd/C和Pd-Co/C电催化剂.X射线衍射、透射电镜、电化学循环伏安和旋转厕盘电极等表征结果表明,与Pd/C电催化剂相比,两种方法制备的Pd-Co/C电催化剂的晶格常数明显缩小,其中分步还原法制备的电催化剂不仅具有良好的氧还原活性,而且表现了良好的耐甲醇性能.
关键词:
钯
,
钴
,
碳载催化剂
,
电催化剂
,
氧还原反应
,
直接甲醇燃料电池
赵东江
,
马松艳
稀有金属材料与工程
以NiCl2和Se粉为原料,采用溶剂热法合成了NiSe2化合物.利用SEM、XRD技术对化合物的微观形貌和相结构进行了表征,化合物由立方结构的NiSe2晶粒组成,呈现出类似花椰菜的表面形貌.利用旋转圆盘电极研究了NiSe2化合物对氧还原反应的电催化性能.在0.5 mol/L H2SO4电解液中,NiSe2化合物对氧还原反应呈现明显的电催化活性,开路电位为0.80 V(vs.NHE).在0.63～0.77 V(vs.NHE)电位范围内,测定的交换电流密度为1.35× 105 mA/cm2.根据Koutecky-Levich方程计算出每个氧分子还原转移电子数约为3.8.
关键词:
聚合物电解质膜燃料电池
,
非贵金属催化剂
,
二硒化镍
,
氧还原反应
陈四国
,
薛云
,
张文贵
,
李莉
,
丁炜
,
齐学强
,
魏子栋
表面技术
目的：制备一种具有高稳定性和高催化活性的Pt/C@PANI“核/壳”结构催化剂。方法利用原位化学氧化聚合法制备聚苯胺修饰Pt/C@PANI“核/壳”结构催化剂,采用循环伏安加速寿命实验,结合电化学活性表面积、氧还原活性、X-射线光电子能谱和透射电镜,考察所制备催化剂的活性和稳定性,通过密度泛函理论探究PANI增强Pt/C催化剂活性和稳定性的量子化学本质原因。结果电化学测试表明,Pt/C@PANI催化剂的催化活性与聚苯胺包覆层含量和厚度密切相关,Pt/C@PANI(30%)催化剂具有最好的催化活性,其质量比活性和比表面比活性分别为商业化Pt/C催化剂的1.6和1.8倍。加速寿命实验表明,Pt/C@PANI(30%)催化剂具有很好的稳定性,经过1500圈CV扫描后,其电化学活性表面积仅下降了30%,而商业化Pt/C催化剂降低了83%。理论计算表明,PANI将电子转移给载体C,导致自身空穴增加,PANI部分氧化,导电性增强；PANI的存在使Pt/C@PANI体系的HOMO能级升高,减小了与氧气分子LUMO能级的差异,有利于电子从催化剂HOMO转移到氧分子的LUMO轨道,使得氧容易得到电子；PANI吸附后,Pt原子d带中心显著降低,利于中间物种的脱附,催化活性更高。结论 PANI包覆层抑制了Pt纳米粒子在载体表面的迁移、团聚长大和溶解/再沉积,有效地解决了Pt/C催化剂的Ostwald肿大,催化剂的活性和稳定性得到显著提升。
关键词:
燃料电池
,
氧还原反应
,
电催化剂
,
稳定性
,
聚苯胺
宋叶青
,
曹礼梅
,
杨骥
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.04.2014082602
采用C／PTFE气体扩散电极在无隔膜体系中进行H2 O2发生工艺研究，探讨了石墨和Vulcan XC?72碳黑两种碳材料以及电解电压、pH值对该反应过程的影响．结果表明，在较低的空气流量（1．41 cm3·min－1·cm－2）下，以Vulcan XC?72碳黑为表面的气体扩散电极相比石墨电极有较高的H2 O2产率和电流效率，碱性条件比酸性条件下H2O2产率和电流效率更好；在2．6 V恒定电压下，2 h后，H2 O2浓度达到了250 mg·L－1，电流效率从69?8％降到44．7％，单位产量能耗从5．87 kWh·kg－1升高到9．16 kWh·kg－1．
关键词:
气体扩散电极
,
氧还原
,
H2 O2
,
电化学
张玉晖
,
易清风
材料研究学报
将掺杂铁离子的聚苯胺(PANI)与碳纳米管(MWCNT)复合物在900℃加热,得到含铁的催化剂FeNC;然后将含钴盐的FeNC在不同温度下焙烧,得到复合催化剂FeCoNC.对催化剂的表观结构、比表面积、热稳定性、组成以及氧还原(ORR)电催化活性进行表征,研究了焙烧温度和氮含量等因素对其催化活性的影响.结果表明:随着焙烧温度的升高,催化剂的表面结构趋于均匀,焙烧温度为500℃的催化剂表面结构最为均匀平整,高于500℃时出现烧结;较高的氮含量能改善催化剂的ORR电活性.焙烧温度为500℃的催化剂对ORR的电催化活性最高,在酸性和碱性溶液中ORR的起始电位分别为0.63和-0.12 V(vs SCE),电流密度分别为11.67和9.83 mAmg1@-0.3 V(vs SCE),并具有较好的热稳定性和催化活性稳定性.分步加入Fe和Co,并在加Co后在500℃焙烧得到的催化剂对ORR具有优异的电催化活性.
关键词:
应用电化学
,
非贵金属催化剂
,
氧还原
,
聚苯胺
,
燃料电池
郭富荣
,
田建华
,
胡敏
,
单忠强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.13024
采用化学沉淀法由HCl-Na2WO4制备WO3-C复合载体,通过微波辅助乙二醇还原法制备Pt/WO3-C复合载体催化剂.研究了WO3含量以及热处理温度对Pt/WO3-C催化剂性能的影响,采用X射线衍射、透射电子显微镜和能量散射光谱对Pt/WO3-C的物化结构和组成进行了表征.结果表明,WO3的最佳含量为10wt％,N2气氛中热处理适宜温度为250℃.所制备的Pt/WO3-C催化剂中WO3以单斜晶型存在,Pt颗粒的平均粒径为2.77 nm.通过循环伏安法和单体质子交换膜燃料电池极化曲线测试了Pt/WO3-C催化剂的电化学性能,证实了Pt与WO3之间存在协同催化作用,与Pt/C催化剂相比,Pt/WO3-C的催化活性和稳定性都有明显改善.
关键词:
氧还原
,
Pt/WO3-C
,
热处理
,
稳定性
张玉晖
,
易清风
,
刘小平
,
向柏霖
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2014.13275
在Fe3+或C02+存在下进行吡咯的聚合反应,得到金属离子掺杂的聚吡咯,并在N2气氛下700℃碳化,再将该碳化产物在900℃焙烧得到含有不同金属的复合催化剂PPY-M(M为不同的金属).采用SEM、XRD等对催化剂的结构进行了表征.通过循环伏安和线性电位扫描等电化学手段,研究了催化剂对氧还原(ORR)的电催化活性及其稳定性.结果表明,掺杂金属钴的催化剂的活性最好,在酸性溶液中ORR的起始电位达到0.54 V(vs SCE),电流密度为7.5 mA/mg@-0.3 V(vs SCE);在碱性溶液中ORR的起始电位为-0.11 V(vs SCE),电流密度为5.7 mA/mg@-0.8 V.Fe或Co掺杂的聚吡咯碳化物对ORR具有较强的电催化活性,而且制备过程简单、成本低,有较重要的研究意义.
关键词:
聚吡咯
,
非贵金属催化剂
,
氧还原
,
燃料电池
施旗
,
雷永鹏
,
王应德
,
王仲民
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150400
结合静电纺丝和热处理技术,在含钴碳纳米纤维上原位生长了氮掺杂石墨烯,制备了三维互通纤维网结构.研究了钴含量对产物氧还原活性的影响.结果表明:氮掺杂石墨烯的生成和钴的引入均显著提高了电催化活性.纺丝液中六水合硝酸钴与聚丙烯腈的质量比为1∶10时,获得的催化剂活性最优,起始电势为0.84 V(vs RHE),反应为近四电子路径,具有比铂碳更好的稳定性和耐甲醇毒化能力.三维互通结构促进了电子和质子传输,并能提供更多的活性位点,提高电催化活性.这种方法也可用于设计其它三维互通的纤维复合物,在能源与环境领域具有更广泛的应用前景.
关键词:
氧还原反应
,
氮掺杂石墨烯
,
原位制备
,
三维互通纤维网
