梁镇海
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张福元
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孙彦平
稀有金属材料与工程
采用热分解法制备了非贵金属SnO2+Sb2O4中间层Ti基MO2活性层电极,利用SEM,XRD和XPS方法对中间层进行了表征.测定了Ti/SnO2+Sb2O4/MnO2和Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2电极在硫酸溶液中的析氧极化曲线,二者起始析氧过电位均比贵金属小;考察了在高电流密度(4A/cm2)下的加速寿命,二者依次分别达到18 h和86 h.实验表明,SnO2+Sb2O4是一种具有良好导电性和结合力的耐酸Ti基MO2电极中间层材料.
关键词:
SnO2+Sb2O4中间层
,
钛基氧化物
,
耐酸阳极
,
非贵金属
杜诚
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高小惠
,
陈卫
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61059-2
面对日益严重的全球能源危机，燃料电池作为一种清洁的能源转换装置在全世界范围内得到了广泛关注。燃料电池是一种能够使氢气、甲醇、甲酸和乙醇等小分子燃料和氧气发生氧化还原反应，并将其化学能转换为电能的新型装置。在燃料电池中，由于在阴极发生的氧气还原反应动力学速率缓慢而使得燃料电池的整体转换效率过低，目前商用的燃料电池一般采用贵金属铂作为催化剂来加速其反应。但由于铂的价格高昂且在反应过程中易被反应中间产物毒化而活性下降，使得燃料电池的整体成本过高，从而阻碍了燃料电池的实际商业化。为此，人们尝试利用非贵金属催化剂来替代铂基催化剂。找到一种廉价且高效的氧还原催化剂是目前燃料电池发展急需打破的瓶颈问题之一。近年来，人们发现铁、钴、锰等地表储量丰富的金属元素具有较高的氧还原催化活性。然而，作为一种最常见的金属元素，金属铜在氧还原催化剂方面研究较少。人们发现一些生物酶，如虫漆酶、细胞色素c氧化酶等能够高效地催化氧气还原，如虫漆酶在催化氧还原过程中仅表现出约20 mV的过电位，与金属铂(约200 mV)相比基本可忽略。通过研究这些活性生物酶，人们发现其活性中心均为含Cu的物质。进一步研究这些生物酶的活性位点，然后合成不同的铜基纳米材料去模拟酶的活性位点，以期望能够实现经济、高效催化氧还原反应。
本文总结了基于铜的纳米材料在催化氧还原方面的研究进展，首先介绍了一些氧还原实验测试中的基本概念，主要包括不同电解质条件下氧还原的反应机理以及常用的测试手段和性能评价指标。氧还原催化剂的性能应该综合活性、稳定性、抗毒化能力以及催化剂成本等多个方面来评价与比较。随后，我们概括性地介绍了铜基氧还原催化剂的发展现状。根据铜基催化剂的不同类型，我们主要分为三个部分进行介绍：(1)铜的复合物，这部分主要从模拟虫漆酶和模拟细胞色素c氧化酶两个方面分类介绍；(2)铜的化合物，这部分主要介绍了不同价态的铜的氧化物和铜的硫化物；(3)其它铜基催化剂，这部分主要介绍基于铜的尖晶石结构、有机框架材料及载体负载的铜纳米粒子作为氧还原催化剂，以及铜作为掺杂元素在提高锰的不同氧化物催化活性中的作用。最后，通过综合分析铜基氧还原催化剂的发展历程以及目前燃料电池的研究进展，我们对基于铜的氧还原催化剂的未来发展方向做了一些展望。继续研究、探索酶的氧还原活性位点以及机理依然是重中之重，只有完全理解了酶的催化机理，才能够很好的设计并合成材料来对其活性位点进行模拟，从而制备出高性能且低成本的铜基氧还原催化剂。希望本文能够使读者认识到燃料电池氧还原催化剂的发展现况，以及铜基氧还原催化剂目前存在的问题及其未来的发展方向。
关键词:
铜
,
非贵金属
,
电催化
,
氧还原反应
,
燃料电池
贾志刚
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孔德龙
,
黎德育
,
李宁
电镀与涂饰
简述了非金属基材化学镀前钯活化(包括胶体钯、纳米钯和离子钯活化)、无钯活化(主要有非贵金属胶体活化、离子镍活化和离子铜活化)和其他活化工艺(如激光辐射活化法、气相沉积活化法)的研究进展,总结了不同活化工艺的优势和不足,展望了非金属化学镀前活化工艺的发展趋势.
关键词:
非金属
,
化学镀
,
活化
,
钯
,
非贵金属
陈胜洲
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杨旸
,
陈伟平
,
李良伟
,
邹汉波
新型炭材料
以三聚氰胺、间苯二酚、甲醛为原料,采用溶胶-凝胶法、冷冻干燥等步骤制备出三聚氰胺-间苯二酚-甲醛( MR)干凝胶；并以所制炭气凝胶为载体浸渍硝酸钴,经氮气中高温炭化,得到钴复合氮掺杂的炭气凝胶。考察间苯二酚和三聚氰胺比例、凝胶pH值及炭化条件等对气凝胶结构和催化氧还原活性的影响,采用XRD、XPS、低温氮气吸脱附等方法研究催化剂的结构。随pH值增加,MR气凝胶的介孔分布向小孔移动；当M/R物质的量比为6：1时,其介孔分布为3.0~4.0 nm。钴复合炭气凝胶多孔结构中存在均匀分布Co金属颗粒和管状炭,Co金属颗粒粒径随炭化温度升高而增加。采用旋转圆盘电极研究催化剂在0.5 mol/L H2 SO4溶液中的电化学性能,结果表明催化剂具有良好的氧还原活性。
关键词:
氮掺杂炭气凝胶
,
氧还原
,
非贵金属
