赵莲花
,
光岛重德
,
石原顕光
,
松泽幸一
,
太田健一郎
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(10)60297-5
采用改良的B(o)nnemann法合成了一系列新型炭载Pt-Ir-SnO2催化剂.电化学结果表明,在室温下新型电催化剂Pt-Iro.07-SnO2/C可有效断裂乙醇中C-C键,促进乙醇在低电位下完全氧化,其CO2生成量为Pt/C催化剂的2倍.另外,该三元催化剂显著增强乙醇的氧化反应,在室温下其电流密度为Pt/C的3倍.
关键词:
铂
,
铱
,
二氧化锡
,
碳
,
负载型催化剂
,
乙醇
,
电氧化
,
直接乙醇燃料电池
姜鲁华
,
臧海霞
,
孙公权
,
辛勤
催化学报
对比研究了用三种液相沉积还原法制备的PtSn/C催化剂,并用X射线衍射、透射电镜和程序升温还原等技术表征了催化剂的形貌、结构及组成. 用乙二醇还原法制备的PtSn/C(EG)催化剂的平均粒径最小(约为1.8 nm), 且分布均匀, Sn以多种价态存在于PtSn/C(EG)中. 采用循环伏安法和直接乙醇燃料电池单池评价了三种PtSn/C催化剂对乙醇氧化反应的催化活性,探索了单池性能与催化剂粒径及组成的关系. 结果表明, PtSn/C(EG)催化剂具有较高的催化乙醇氧化活性. 这可能是因为PtSn/C(EG)催化剂的金属粒径较小, Pt晶格发生了适当的扩张以及SnO2能够在较低电位下提供含氧物种的缘故.
关键词:
铂
,
锡
,
碳
,
直接乙醇燃料电池
,
阳极电催化剂
,
氧化
贾子麒
,
孙公权
,
曹雷
,
汪国雄
,
辛勤
催化学报
以间苯二酚、苯酚与甲醛为前体,合成了一种中空石墨碳材料(hollow graphitic carbon, H GC). 透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附和Raman光谱测试结果表明,所制备的HGC为中孔结构, 平均孔径为36 nm. 与商品Vulcan XC-72R相比, HGC中孔结构丰富,石墨化程度高. 分别以H GC和XC-72R为载体制备了总金属载量为45%的PtSn/C电催化剂, X射线衍射和TEM结果表明这两个样品的平均粒径和晶格常数相近. 单池性能测试表明,以45%PtSn/HGC为阳极催化剂的直接乙醇燃料电池的最大功率密度达到了62 mW/cm2,与PtSn/XC-72R的54 mW/cm2相比提高了近15%.
关键词:
电催化剂
,
中空石墨碳
,
直接乙醇燃料电池
,
碳载体
王琪
,
陆兴
,
辛勤
,
孙公权
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(14)60063-2
采用多元醇法制备了不同原子比例和载量的PtSnRu/C催化剂,利用透射电镜和X射线光电子能谱表征了所制备催化剂的物化性能,采用直接乙醇燃料电池(DEFC)单池性能测试了其电化学性能,并利用电化学原位光谱、气相色谱和中和滴定分析了乙醇电氧化过程和产物. DEFC单电池测试表明Pt2.6Sn1Ru0.4/C催化剂具有较高的电池性能,其中,以60 wt% Pt2.6Sn1Ru0.4/C催化剂为阳极的DEFC性能最高,90oC下最高功率密度为121 mW/cm2.电化学原位红外光谱和阳极产物分析表明乙酸、乙醛、乙酸乙酯和CO2是乙醇电化学氧化产物, Pt2.6Sn1Ru0.4/C催化剂上乙醇的氧化效率较高.阳极乙醇氧化活化能和催化剂表面组成分析结果表明,表面组成的相互作用使Pt2.6Sn1Ru0.4/C催化剂具有较低的乙醇氧化活化能和较高的乙醇氧化活性.
关键词:
直接乙醇燃料电池
,
阳极催化剂
,
多元醇法
,
阳极产物
,
乙醇氧化效率
王旭红
,
殷仕龙
,
马冠云
,
阮世栋
,
纪网金
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.14.003
采用水热法制备了高分散Pt-SnO2/C电催化剂,对制备工艺进行了最佳优化,考察了不同反应溶液pH值对电催化剂活性的影响.采用XRD、SEM、TEM、比表面积、粒度分析等手段对催化剂进行了结构表征.制备的Pt-SnO2纳米复合颗粒高度分散在活性炭载体表面,其平均粒径约4.5nm.通过循环伏安、计时电流、交流阻抗等技术测试了电极在乙醇体系中的电催化活性.结果表明,随着反应溶液pH值的增加,制备的Pt-SnO2/C催化剂可使乙醇的氧化发生在较低电位.在pH值为9、铂锡原子比为3∶1时,制备的Pt-SnO2/C复合催化剂,可以得到较高的乙醇氧化电催化活性和电化学长期稳定性,氧化峰电流密度高达104.54 mA·cm-2.
关键词:
Pt-SnO2催化剂
,
水热法
,
pH值
,
直接乙醇燃料电池
朱明远
,
孙公权
,
李焕巧
,
曹雷
,
辛勤
催化学报
在乙二醇共还原H2PtCl6和SnCl2的过程中加入Ni(NO3)2作为助剂制备了PtSn/C-Ni催化剂. 程序升温还原实验检测到该催化剂中存在Sn(Ⅱ)/Sn(Ⅳ)氧化还原电对. 线性扫描、单电池性能测试和CO溶出实验表明,提高催化剂中Sn(Ⅱ)/Sn(Ⅳ)的比值能显著提高催化剂的乙醇电化学氧化活性和抗CO中毒能力. 催化剂电催化活性提高的原因可能是Sn(Ⅱ)/Sn(Ⅳ)电对加快了(OH)ads 物种在催化剂中的传递速率,促进了乙醇电化学氧化过程中产生的类CO中间物种在Pt表面的氧化.
关键词:
铂
,
锡
,
负载型催化剂
,
直接乙醇燃料电池
,
乙醇电化学氧化
,
锡氧化还原电对
赵新生
,
姜鲁华
,
孙公权
,
杨少华
,
衣宝廉
,
辛勤
催化学报
研究了用于直接乙醇燃料电池的自制Pt-Sn/C阳极催化剂对乙醇的电催化氧化性能. 采用直流伏安法和交流阻抗法分析了电池温度和极化电位对乙醇电催化氧化性能的影响,比较了不同温度下甲醇和乙醇通过Nafion 117膜的扩散系数. 结果表明,乙醇通过Nafion 117膜的扩散系数小于甲醇的扩散系数. 伏安法测试结果表明,Pt-Sn/C催化剂对乙醇的催化氧化活性高于商品化的Pt-Ru/C催化剂. 在实验温度范围内,乙醇在Pt-Sn/C催化剂上的初始氧化电位比在Pt-Ru/C催化剂上低约0.2 V; 同一电位下Pt-Sn/C催化剂比Pt-Ru/C催化剂的氧化电流密度高出20～60 mA/cm2,且电流密度的差值随温度的升高而增大. 交流阻抗法测试结果表明,Pt-Sn/C催化剂对乙醇具有更高的催化活性. 在90 ℃下,以1 mol/L的乙醇为燃料,氧气为氧化剂时,Pt-Sn/C催化剂显示出良好的电池性能,电池最高功率密度为44 mW/cm2,而Pt-Ru/C催化剂的电池最高功率密度仅为27 mW/cm2.
关键词:
直接乙醇燃料电池
,
铂
,
锡
,
交流阻抗法
,
燃料渗透
王旭红
,
纪网金
,
阮世栋
,
曹晨
,
陈梦珺
硅酸盐通报
采用水热法制备了高分散碳载Pt/C和Pt-SnOJC电催化剂.采用XRD、SEM、TEM和激光粒度仪等方法对制得的纳米催化剂进行了表面微观结构分析.采用电化学工作站测试循环伏安曲线(CV)等表征Pt/C和Pt-SnO2/C纳米催化剂电催化活性.测试结果表明,Pt-SnO2/C纳米催化剂的峰电流密度(131.05 mA·cm-2)是Pt/C催化剂的峰电流密度(65.48 mA·cm-2)的2倍;Pt-SnO2/C催化的电化学表面积(108.4 m2·g-1)远高于Pt/C催化剂的电化学表面积(99.14 m2· g-1);Pt-SnO2/C纳米粒子比Pt/C纳米粒子具有更强的抗CO中毒能力和更高的电催化活性.
关键词:
水热法
,
Pt/C电催化剂
,
Pt-SnO2/C电催化剂
,
直接乙醇燃料电池
楼白杨
,
陈茂军
,
余科尔
,
徐斌
材料热处理学报
采用真空离子镀和乙醇催化燃烧方法对燃料电池石墨电极进行纳米Pt和炭黑复合表面改性,用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电化学工作站等手段研究电极表面改性前后的组织形貌和电催化性能,并探讨了纳米Pt和炭黑对电极电催化性能的影响.研究表明,石墨电极经过纳米Pt/炭黑复合表面改性后,其循环伏安曲线上出现了三个氧化峰并具有更大的背景电流.与纳米Pt单一表面改性相比,纳米Pt/炭黑复合表面改性后的电极对乙醇的电催化性更好.纳米炭黑表面改性获得的高比表面积以及催化材料Pt的协同作用有效提高了电极对乙醇的电催化性能.
关键词:
直接乙醇燃料电池
,
纳米Pt
,
炭黑
,
电催化
宋树芹
,
王毅
,
沈培康
催化学报
从热力学和动力学角度讨论了质子交换膜燃料电池中的乙醇电氧化过程. 理论计算得出直接乙醇燃料电池比乙醇重整质子交换膜燃料电池具有较高的有效能效率. 从热力学分析可知,温度低于100 ℃时乙醇完全氧化的最大转化率仅为14%. 从动力学角度考虑, PtSn/C催化剂对乙醇电氧化具有较高的催化活性,但仍不能使乙醇发生完全电氧化. 热力学和动力学分析表明,操作温度是影响直接乙醇燃料电池性能的关键因素,它对开发新型催化剂和电解质膜材料提出了新的要求.
关键词:
直接乙醇燃料电池
,
热力学分析
,
动力学分析
,
乙醇电氧化
