黄金花[1]2009年在《铂修饰电极的新法制备及其电催化和生物传感应用》文中研究表明研究甲醇、甲醛、甲酸等有机小分子的电催化氧化对直接燃料电池的开发与应用具有重要意义。纳米电催化材料的制备不仅有利于有机小分子的电催化氧化,也有利于高灵敏度的生物传感界面的构建。有鉴于此,在文献调研工作基础上,开展了以下研究工作:1.基于铜可在金和铂上发生类似UPD的原理,提出铜动态UPD新方法用于制备铂修饰的压电石英晶体金电极(Pt_(UPD)/Au),并用电化学石英晶体微天平(EQCM)实时监测了修饰过程。研究了酸碱性介质中电极对甲醇的电催化氧化性能,并与氯铂酸单组份常规电沉积法所制备的铂修饰金电极(Pt_(con)/Au)的催化活性进行了比较。结果表明Pt_(UPD)/Au电极催化性能更好。镀铂量为16μgcm~(-2)时,Pt_(UPD)/Au电极在0.5 mol L~(-1)CH_3OH+0.5 mol L~(-1)H_2SO_4和0.5 mol L~(-1)CH_3OH+1.0 mol L~(-1)NaOH中对甲醇的电化学比活性(SECA)分别为1.25和5.32 A cm~(-2) mg~(-1),高于Pt_(con)/Au电极（分别为0.31和1.32 A cm~(-2) mg~(-1))。动力学研究结果表明甲醇的电催化氧化反应受扩散控制,Pt_(UPD)/Au电极催化氧化甲醇所需活化能低于Pt_(con)/Au电极。2.用铂铅电化学共沉积/溶铅法制备了纳米铂修饰玻璃碳(GC)电极并研究了其对Cl有机小分子(甲醇、甲醛、甲酸)的电催化氧化性能。结果表明,该法所制铂修饰电极的电催化氧化活性比常规单组份电沉积法所制的铂电极提高了约60%,达本体铂圆盘电极活性的40倍。同时,铂铅共沉积/溶铅法制备的铂电极稳定性也比常规单组份电沉积法所制的铂电极好。3.用铂铜电化学共沉积/溶铜法(CS法)制备了铂/多壁碳纳米管修饰金电极(记为Pt_(cs)/MWCNTs/Au)并研究了其对甲醇的电催化氧化性能。结果表明Pt_(cs)/MWCNTs/Au电极对甲醇的电催化氧化活性高,在酸性和碱性条件下的SECA分别为1.79和7.62 A cm~(-2) mg~(-1),高于CS法制备的铂修饰金电极(Pt_(cs)/Au)和单组份常规电沉积法制备的铂修饰金电极和铂修饰MWCNTs电极(分别记为Pt/Au和Pt/MWCNTs/Au)。Pt_(cs)/MWCNTs/Au的稳定性也最高。动力学研究结果表明Pt_(cs)/MWCNTs/Au电极催化氧化甲醇所需活化能最低。活化能最低表明纳米基底上CS法制备纳米电催化剂有利于直接甲醇燃料电池(DMFCs)的开发与应用。4.基于Pt_(cs)/MWCNTs/GC电极构建了H_2O_2和葡萄糖(glu)的电化学生物传感器。所制备的Pt_(cs)/MWCNTs/GC电极对H_2O_2的响应线性范围为0.05-4 mmol L~(-1),灵敏度达2.83 mA cm~(-2) mmol L~(-1),高于MWCNTs/GC电极和Pt_(cs)/GC电极。所制备的Nafion/GOx/Pt_(cs)/MWCNTs/GC电极对glu的响应线性范围为0.05-6 mmol L~(-1),灵敏度达10.8μcm~(-2) mmol L~(-1),高于Nafion/GOx/MWCNTs/GC电极和Nafion/GOx/Pt_(cs)/GC电极。构建的glu传感器(Nafion/GOx/Pt_(cs)/MWCNTs/GC)抗干扰能力强,稳定性也好,有望用于实际样品中glu的检测。
李小芳[2]2003年在《燃料电池电催化电极的制备及其对有机小分子的电催化氧化》文中指出近几年来，随着人类对环境保护的日益关注，燃料电池(Fuel Cells：FC)在发电和汽车等领域已经取得了重大的进展。直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cells：DMFC)是燃料电池的一个重要分支，它是以甲醇为燃料，以质子交换膜为电解质的一种新概念的燃料电池，它保留了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的优点，同时没有其它类型燃料电池普遍存在的燃料的转化、存储问题，是目前FC研究的一个重要方向。由于用于甲醇等有机小分子氧化的电极材料活性不是很高，因此本论文的主要目的是研制具有高催化活性，且成本较低的电催化电极。 本论文主要研究了以纳米尺度均匀分散的铂电极和铂高度分散在纳米尺度的叁氧化钨微粒上的电极的制备，和这些电极对乙醇、甲醇、甲醛、甲酸等有机小分子的电催化作用。 本论文的主要工作和结论如下： 1．第一部分：①综述了燃料电池的发展历史、作用原理、分类以及各类燃料电池的比较、燃料电池的应用。②综述了燃料电池中的一个重要分支直接甲醇燃料电池的工作原理、研究现状、应用前景以及目前需要解决的问题③综述了WO_3的制备、表征、用途以及用于甲醇氧化的电催化原理。 2．第二部分：采用循环伏安法，控制扫描电位在-0.25V～0.40V区间，扫描速度50mV·S~(-1)，在玻碳电极上沉积出纳米Pt颗粒的表面电催化剂(nm-Pt／GC)。该催化剂膜层厚度为12.53nm，颗粒尺寸普遍小于100nm。将该电极用于乙醇的氧化，发现nm-Pt／GC电极对乙醇的催化氧化有较高的活性。在循环伏安曲线中，乙醇在nm-Pt／GC电极上氧化的质量峰电流密度比金属Pt电极上的质量峰电流密度高约5个数量级以上。该电极对甲醇、甲醛、甲酸的电化学氧化也具有很好的催化活性。甲醇在nm-Pt／GC电极上的表观峰电流密度是在金属Pt电极上的2.5倍以上。甲醛在nm-Pt／GC电极上的表观峰电流密度是在金属Pt电极上的1.1倍以上。甲酸在nm-Pt／GC电极上的表观峰电流密度是在金属Pt电极上的1.2倍以上。 3．第叁部分：采用恒电位沉积，电位控制在-0.25V，沉积时间为30分钟，可在玻碳表面沉积得到掺杂有铂的WO_3电催化电极(nm-Pt-WO_3／GC)。该电极为由纳米颗粒组成的柱状结构，直径均匀，定向平行排列，高度为1.91μm，直径小于1μm。将该电极用于乙醇的电化学氧化，发现nm-Pt-WO_3／GC电极对乙醇的催化氧化有较高的活性。乙醇在此电极上的中文摘要 循环伏安扫描的表观峰电流密度是nm一P灯GC电极上的10倍左右。在对 甲醇、甲醛、甲酸的电化学氧化过程中发现没有掺杂R的WO3/GC电极 对甲醇、甲醛、甲酸无电催化活性，而nm一R一WO3/GC电极对甲醇、甲 醛、甲酸的电催化氧化有较高的活性。在循环伏安扫描中，甲醇在 Iun一Pt一WO3/GC电极上的的表观峰电流密度是在nIn一P灯GC电极上的1 2.5 倍以上;甲醛在Iun一Pt一WO3/GC电极上的表观峰电流密度是在nm一P灯GC 电极上的2.5倍以上;甲酸在nIn一Pt一WO3/GC电极上的表观峰电流密度是 在nm一P灯GC电极上的7.1倍以上。乙醇、甲醇、甲醛、甲酸在 Iun一R一WO3/GC电极上的循环伏安扫描的氧化峰的电流密度均要大于它 们在nm一P灯GC和金属Pt电极上的峰电流密度。
姚章权[3]2013年在《碳载体负载贵金属催化剂的制备及其对有机小分子的电催化氧化》文中进行了进一步梳理随着能源的日益消耗，能源危机和环境污染问题越来越严重，寻找洁净、可再生能源成为当务之急。从这个角度出发，很多研究者将工作的重点集中在研究燃料电池上。大多数的燃料电池是一种以有机小分子（如甲醇和甲酸）为动力燃料的发电装置。在燃料电池中，贵金属Pt是常用的阳极催化剂，由于Pt能源稀少，价格昂贵，如何提高Pt的催化活性、降低Pt的使用量成为研究的热点。到目前为止，研究者主要集中在以下两个方面：一是研发Pt基纳米材料，合成具有高效性能的Pt或者Pt基合金材料；还有一种是对负载Pt基催化剂的载体材料的研究，其目的是为了获得能提高贵金属分散性能和催化活性的负载材料。本论文采用简单的电化学方法制备电催化剂。采用电子扫描显微镜（SEM），X射线多晶衍射（XRD），透射电子显微镜（TEM）和X射线能量色散（EDX）等研究手段对催化剂的结构形貌和组成进行表征。采用一系列的电化学分析方法研究催化剂对甲醇和甲酸的电催化性能，具体电化学方法有：循环伏安法，恒电流法，恒电位法和电化学交流阻抗。本论文的主要研究内容和创新点有如下叁点：(1)用一种简单的电化学方法制备了Pt纳米花(Pt nanoflowers)修饰的还原氧化石墨烯(RGO)包裹的碳布(CC)电极材料(Pt-nanoflowers/RGO/CCE)，并把这种电极材料作为甲酸和甲醇电氧化的阳极材料。SEM的结果显示，RGO很好地包裹在CC的表面，Pt nanoflower均匀的分散在RGO/CC的表面。相比较于用同样方法制备的Pt-nanoparticles/CCE、Pt-nanoparticles/RGO/CCE和Pt-nanoflowers/CCE，Pt-nanoflowers/RGO/CCE显示出最高的甲酸和甲醇氧化峰电流密度。研究表明，石墨烯的引入，不仅能使Pt纳米颗粒分散的更均匀，尺寸更小；而且能使电极的电荷传递能力得到很大的提高，从而使电极材料的催化性能得到提高。这为发展新颖，高效，便宜的直接甲酸燃料电池和直接甲醇燃料电池的阳极材料提供了可行的途径。(2)采用电化学方法将Pt-Au双金属纳米颗粒分散在RGO包裹的碳纤维(CF)电极上。通过电子扫描显微镜(SEM)，X射线能量色散(EDX)，X射线粉末多晶衍射仪(XRD)，热分析(TGA)和电化学方法对催化剂电极进行了表征。SEM结果表明：相比较于同样方法制备的Pt-Au/CF电极，Pt-Au纳米颗粒更加均匀的分散在RGO/CF的表面，同时纳米颗粒的尺寸大小更细小。循环伏安，线性扫描，恒电流，恒电势，塔菲尔和电化学交流阻抗说明：RGO的存在，极大的促进了Pt-Au纳米颗粒对甲酸的电催化氧化活性。(3)采用电化学组装的方法，将RGO和Pt纳米颗粒交替组装在CF电极上，形成稳定的Pt nanoparticles-RGO-Pt nanoparticles-RGO/CF结构。SEM结果显示，Pt nanoparticles均匀的分散在每一层的RGO表面，形成多层的Pt nanopaticles/RGO覆盖在CF电极的表面，从而形成了结构新颖的叁维立体电极材料(N-Pt/RGO/CF)。电化学实验结果表明，相比较于一般的Pt/RGO/CF和Pt/CF电极，这种N-Pt/RGO/CF电极对甲醇的电催化氧化的性能有着显着的提升，这可能和这种电极独特的结构和快速的电荷传递能力有关。
彭铮[4]2007年在《电化学方法制备Pt复合电极对有机小分子阳极氧化的电催化性能研究》文中提出燃料电池被认为是21世纪首选的洁净、高效的能源技术。其中醇类燃料电池(主要是甲醇和乙醇燃料电池)由于具有能量密度高、结构简单、燃料来源丰富、价格低廉等特点,适用于便携式电源和车用动力电源,因此已成为燃料电池领域的研究热点。目前,醇类燃料电池研究的重点是开发和研制在催化活性、长期稳定性、成本等各方面性能均达到人们要求的有机小分子阳极氧化反应电催化剂。本文主要用电化学方法制备出两种金属(氢)氧化物/Pt复合电极,并分别就其在甲醛和乙醇的电化学催化氧化活性进行研究探索,工作取得了以下主要研究结果:1.用脉冲电流法将Sn颗粒沉积于纳米纤维聚苯胺(PANI)表面,并采用循环伏安(CV)方法在0.5 M H2SO4溶液或0.2 M H2O2+0.5 M H2SO4溶液中对上述电极进行电化学氧化处理,制得两种Pt/Sn氢氧化物/ PANI电极。研究结果表明,H2O2对H2SO4介质中Sn氧化为二价化合物的电化学行为产生明显影响。Pt/Sn氢氧化物/PANI电极对甲醛的阳极氧化具有良好的协同催化作用,其电催化活性较Pt/Sn/ PANI电极均有大幅度提高;在0.2 M H2O2+0.5 M H2SO4溶液中进行电化学氧化处理制得的Pt/Sn氢氧化物/ PANI电极的电催化活性最优异。2.电化学制备和反应参数对甲醛在Pt/Sn氢氧化物/PANI电极I、II上催化阳极氧化的峰电流密度均产生明显的影响。Pt/Sn氢氧化物/PANI电极上PANI沉积电量密度的最佳值为102 mC/cm2;对于Pt/Sn氢氧化物/PANI电极I,Sn沉积电量密度的最佳值为945 mC/cm2,Pt沉积电量密度达到750 mC/cm2后,其对甲醛阳极氧化的催化活性随Pt沉积电量密度的增大逐渐趋于稳定;对于Pt/Sn氢氧化物/PANI电极II,Sn沉积电量密度的最佳值为1215 mC/cm2,Pt沉积电量密度达到600 mC/cm2后,其对甲醛阳极氧化的催化活性随Pt沉积电量的增大逐渐趋于稳定。当甲醛浓度低于2 M时,甲醛在Pt/Sn氢氧化物/PANI电极I上的阳极氧化过程可能主要受甲醛分子扩散的影响。3.采用脉冲电位沉积法将微量Mn氧化物微粒分散于Pt/不锈钢(Pt/ SS)电极表面,制备了Mn氧化物/Pt/SS电极。并研究该电极对乙醇电催化氧化的性能,结果表明:将Mn氧化物修饰到Pt/SS电极表面使其对乙醇阳极氧化的电催化活性尤其是抗中毒性能有所提高。脉冲电位沉积Mn氧化物的电流密度随沉积周期数的增加而降低,沉积周期次数的最佳值为6;当Pt沉积电量密度达到600 mC/cm2后,Mn氧化物/Pt/SS电极对乙醇阳极氧化的催化活性随Pt沉积电量的增大反而缓慢下降;乙醇在Mn氧化物/Pt/SS电极上的阳极氧化电流密度始终会随着乙醇浓度和循环伏安扫速的增加而增大,且阳极氧化电流密度与循环伏安扫速的平方根之间存在较好的线性关系,从结果可初步推测乙醇在Mn氧化物/Pt/SS电极上的阳极氧化过程主要受乙醇分子扩散的影响。
上官灵芝[5]2009年在《有机小分子在钯、镍修饰电极上的电催化氧化研究》文中进行了进一步梳理第一章:主要综述了有机小分子(甲醇、甲醛和甲酸)在钯催化剂和镍催化剂上的电催化氧化研究进展及其氧化机理。第二章:采用电化学沉积法制备了钯纳米修饰玻碳电极(Pd/GC/CV),利用扫描电子显微镜表征(SEM)对Pd/GC/CV电极进行了表征,钯纳米粒子分散均匀,粒径范围在100～200 nm。利用循环伏安法(CV)研究了Pd/GC/CV电极对甲醛的电催化氧化,发现该电极对甲醛具有较高的催化活性,并经优化实验条件,建立了用其测定甲醛的电化学分析方法,线性范围为1.0×10~(-4)～1.4×10~(-2) mol·L~(-1),检出限为3.0×10~(-5) mol·L~(-1),相对标准偏差为3.9%,对模拟样品进行了检测,回收率为94.7～104.0%。第叁章:利用恒电位法在玻碳电极上沉积钯纳米粒子,制成修饰电极(Pd/GC),采用循环伏安法研究其电化学行为。运用循环伏安法对比了Pd/GC/CV电极和Pd/GC电极对甲酸的电催化活性,结果表明后者的活性优于前者。运用线性扫描伏安法初步探讨了甲酸在Pd/GC电极上的氧化机理。第四章:利用循环伏安法在镍电极表面电沉积氢氧化镍制得修饰电极(Ni(OH)_2/Ni),用其对甲醛和甲醇进行电催化氧化,发现该修饰电极对甲醛和甲醇具有较高的催化活性。经优化实验条件,建立了用其测定甲醛的电化学分析方法,线性范围为7.0×10~(-5)～1.6×10~(-2) mol·L~(-1),检出限为2.0×10~(-5) mol·L~(-1),相对标准偏差为4.3%,对模拟样品进行了检测,回收率为93.3～103.5%。同时研究发现甲醇浓度和循环伏安扫描速度均对甲醇在Ni(OH)_2/Ni电极上的电化学行为有所影响。第五章:总结钯纳米粒子对甲醛和甲酸的电催化氧化作用,以及氢氧化镍修饰的镍电极对甲醛和甲醇的电催化氧化作用,并提出下一步的计划。
汪伍洋[6]2011年在《聚吡咯修饰铂电极的制备及其电催化性能研究》文中研究说明导电聚合物具有特殊的结构和优异的物理化学性能,在电极材料、化学修饰电极、酶电极和传感器等方而具有广阔的应用前景。与常规的酸性水溶液和有机溶剂相比,离子液体具有电导率高、稳定性好、电化学窗口宽和环境友好等优点,可以代替传统的支持电解质/溶剂体系,作为电解液制备导电聚合物。本论文首先在1-乙基咪唑叁氟乙酸盐(HEImTfa)离子液体中采用电化学聚合法在铂片(Pt)电极表面修饰聚吡咯(PPy)膜,制备PPy-HEImTfa/Pt电极,然后采用循环伏安法研究它对甲醛和甲酸的电催化氧化性能,并与相同条件下在硫酸/水溶液中制备的PPy-H2SO4/Pt电极以及裸Pt电极的电催化性能进行对比,同时采用原位红外光谱技术对其氧化过程进行分析。循环伏安测试表明,与PPy-H2SO4/Pt电极和裸Pt电极相比,PPy-HEImTfa/Pt电极对甲酸和甲醛具有更高的电催化氧化活性。以1-乙基咪唑叁氟乙酸盐离子液体代替传统的酸性水溶液电化学合成聚吡咯,能显着提高聚吡咯的电化学活性,从而改善聚吡咯修饰铂电极的电催化性能。原位红外光谱结果表明,甲酸、甲醛在PPy-HEImTfa/Pt电极上的电氧化反应符合“双途径机理”,电极表面修饰的PPy-HEImTfa膜能够抑制毒性中间体CO的生成,提高铂的抗CO毒化能力,促进甲酸、甲醛直接经活性中间体步骤氧化生成CO2。同时,采用循环伏安法和原位红外光谱技术研究PPy-HEImTfa/Pt电极对抗坏血酸的电催化氧化性能及其氧化机理。结果表明,相比于PPy-H2SO4/Pt电极和裸Pt电极,PPy-HEImTfa/Pt电极对抗坏血酸具有更高的电催化氧化活性。抗坏血酸在PPy-HEImTfa/Pt电极上的电极反应是一个不可逆的电化学过程,其电氧化机理可能为：抗坏血酸首先被氧化为脱氢抗坏血酸,然后脱氢抗坏血酸在水溶液中迅速发生水合作用形成水合脱氢抗坏血酸,它进一步水解并发生内酯开环反应生成2,3-二酮古洛糖酸；在较高电位下,部分抗坏血酸最终被氧化成C02。采用循环伏安法在氯铂酸(H2PtCl6)溶液中电沉积纳米铂(nm-Pt)颗粒,以HEImTfa离子液体为电解液电化学合成PPy-HEImTfa膜,制备聚吡咯修饰纳米铂电极(PPy-HEImTfa/nm-Pt),采用循环伏安法和原位红外光谱技术研究它对甲醛的电催化氧化性能,并与相同条件下制备的纳米铂修饰聚吡咯电极(nm-Pt/PPy-HEImTfa)的电催化性能进行对比。结果表明,与nm-Pt/PPy-HEImTfa电极和nm-Pt电极相比,PPy-HEImTfa/nm-Pt电极对甲醛具有更高的电催化氧化活性、抗CO毒化能力和稳定性。相比于在PPy-HEImTfa基质上分散nm-Pt颗粒,通过在nm-Pt颗粒表面修饰一层PPy-HEImTfa膜更有利于提高nm-Pt的电催化性能。
王小聪[7]2002年在《铂基电级上C_1有机分子电催化氧化行为及其拉曼光谱研究》文中研究说明有机小分子的氧化不仅可作为直接燃料电池的阳极过程，也是电催化基础研究的重要课题。甲醇甲酸甲醛只含有一个碳原子，分子结构简单，深入研究其在具有重大应用背景的过渡金属铂上的电催化氧化过程不仅有现实应用指导价值，而且对于在分子水平上认识复杂分子的电催化反应机理有着重要意义。 长期以来人们在有机小分子(特别是C_1分子如CH_3OH、HCHO和HCOOH等)在过渡金属上的吸附和反应的重要研究领域作出了大量的卓有成效工作。但由于各研究小组使用的电极材料、预处理方法、溶液组成以及检测手段不同，更由于各类研究体系的复杂和各种检测技术的限制，迄今对它们的具体反应过程细节尚无定论，一些重要的问题仍待解决，例如，在反应条件下吸附的特性及它们在反应中起的作用(毒性中间体或活性中间体)，表面结构和粗糙度的特殊影响等。研究有机小分子的吸附和反应的各种手段中红外光谱是应用得最为广泛的一种现场谱学技术，并为人们深入对这一领域的认识作出了重大的贡献。但红外光谱中所用的电极通常是单晶、光滑和低粗糙度的电极，与实际应用的较高粗糙度的电极有较大的区别。而SERS研究通常需要对电极进行一定程度的粗糙，因此在这方面可以弥补红外技术的不足，同时SERS可以得到低波数区金属和吸附物的振动信息，这也是红外技术难以作到的。但是，二十多年来SERS的应用主要局限在Ag、Au和Cu电极上。目前，除了厦门大学田中群研究小组的工作以外，仍无其他有关C_1有机分子在纯过渡金属电极上的拉曼光谱研究。本论文工作从拓宽SERS研究C_1有机分子在过渡金属铂上的吸附和反应过程的目的出发，主要开展了以下几个方面研究： (1)从铂电极的制备着手，改进和创新了获得具有高SERS活性的铂电极表面的粗糙方法，以便针对不同的研究目的的需要选择合适的电极表面。基于制备方法的基础上，利用SERS技术现场研究制备过程中产生的多种铂氧化物的还原过程，从而进一步探测了铂氧化物对有机小分子电氧化的影响。成功地制备了CPRPt、CCRPt、CCRRPt、PtD(Pt)四种纳米纯铂电极表面，并比较了它们的性能。发现CCRPt电催化氧化甲醇的平均活性、吡啶吸附SERS活性最高；高粗糙度的CPRPt电极有利于C_1有机分子吸附氧化的SERS研究；而近乎光滑的CCRRPt电极表面不仅电催化氧化活性提高了一倍，且获得了较强的吡啶吸附SERS谱。各具特色的系列电极的成功制备对分子水平研究表(界)面电化学将发挥重要作用。 ＄z同时，粟用原位拉曼光谱技术研究了不同介质、不同方法循环氧化还原（ORC）过程中产生的铂氧化物的还原过程，其中过氧化物和超氧化物消失的电位在0．ZV左右，晶格氧化物和氧化铂则分别消失在0 V和－0．25 V左右。初步探讨了不同还原电位下形成的铂电极表面纳米微粒对甲醇电催化活性的影晌。 （2）利用 SERS技术，并结合循环伏安法，研究了 C；有机分子在较接近于实际甲醇燃料电池的粗糙铂电极上的解离吸附行为。特别注重获取以往人们尚未获得的有关电极表面－吸附物种相互作用的Pt｛振动信息，并注意电极电位对吸附和解离过程的影响。同时，重点探索获得除了CO之外的CI有机分子吸附氧化的其他产物。主要结果有： a．从分子水平成功证明了CPRPt电极上甲酸甲醛的自发解离现象，获得解离吸附中间 体 CO的低波数区较强的单端吸附 Pt｛振动峰（约 490cm’）及桥式吸附 Pt｛振动 峰（约 410cm’），吸附方式与振动模式的对应表明获得低波数区信号的重要性。 b，首次利用拉曼光谱技术检测到除CO之外的甲酸吸附氧化的其他产物（活性中间体 C00H以及最终产物CO；），为双途径机理提供了有力的谱学证据。 （3）纳米铂微粒修饰聚苯胺膜 PAn（Pt）电极，由于能较好地改善电极性能，增强电极催化活性，有望成为甲醇燃料电池中的较理想电极。为此，在改进其制备方法的基础上， 我们通过现场拉曼光谱技术，获得了较详细的聚苯胺膜结构随电位变化的信息，进而研究 纳米铂微粒修饰电极上CI有机小分子吸附氧化行为。结果表明，PtAn（Pt）电极催化活性 比PtD（Pt）要高约2．5倍。同时该电极上CI有机小分子吸附氧化行为拉曼光谱结果证明可 减少催化剂中毒。 综上所述，我们利用SERS技术在检测低波数区信息和研究高粗糙度表面的优势，以及 共焦显微拉曼系统所具有的叁维空间分辨的优点，成功地应用于较接近于实际甲醇燃料电 池的高粗糙度Pt金属及Pt微粒修饰电极上的＊有机分子的吸附和氧化反应的研究。由于 论文工作的时间有限，所得出的结论仍然是不完善的，还有待于系统深入地研究。但这些 初步的结果显示出将SERS技术应用于实际电极反应体系的潜力和前景。
朱复春[8]2014年在《钯基多组元纳米颗粒阳极电催化剂性能研究》文中提出针对金属钯在碱性环境中对甲醇和乙醇有较好的催化活性,且在酸性环境中对甲酸有较高的催化活性,本论文拟以钯基催化剂为研究基础,进一步对其进行微结构与化学成分的修饰,研究该过程中,探究了钯基复合催化剂的微结构演化及其对电催化活性的影响规律。本论文中采用的方法为多组元化,即制备多组元合金纳米颗粒催化剂,通过添加的过渡金属元素与钯产生协同作用,或通过添加金属元素的腐蚀溶解增大活性金属的活性表面积来提升活性。具体研究内容为,利用液相还原法制备了叁组对照样品,借助X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高倍透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线光电子能谱仪(XPS)、循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)对制备的多组元纳米颗粒催化剂进行了形貌分析、成分分析、催化活性分析及稳定性分析,研究了不同组合的添加金属元素对钯催化活性提高的效果,并分析了相应的机理。第一组实验样品为碳纳米管负载的钯、钯锡、钯铜及钯锡铜(Pd/CNTs、 PdCu(1:1)/CNTs、PdSn(1:1)/CNTs、PdCuSn(1:1:1)/CNTs)纳米颗粒催化剂。研究发现,在钯中分别添加金属元素锡和铜时,对甲醇、乙醇和甲酸的催化活性有明显提升作用,并且铜对于甲醇催化活性提升更明显,而锡对于乙醇催化活性提升更显着。通过CV和实验前后EDX结果对比发现,锡和铜有着明显不同的促进催化活性机理：锡与钯结合存在明显的协同促进作用,而铜的添加则是通过催化过程中的部分溶解使得表面活性钯的活性面积进一步增大而提升催化活性。当两种元素同时添加到钯中时,叁组元PdCuSn/CNTs表现出对甲醇、乙醇及甲酸更高的催化活性和稳定性。第二组实验样品为碳粉负载的钯锡、钯锡钴、钯锡镍及钯锡银(PdSn (1:1)/C、 PdSnCo (2:2:1)/C、PdSnNi(2:2:1)/C、PdSnAg(2:2:1)/C))纳米颗粒催化剂。以PdSn合金为基础,分别以Co、Ni、Ag为添加元素,我们发现,其中Ag与PdSn起到了很好的协同作用,在四种催化剂中表现出最高的催化活性和稳定性。XPS结果显示催化过程中,表面的Ni和Co原子明显溶解而Ag没有溶解。第叁组实验样品仍以碳粉负载的PdSn为基础,直接添加具有明显催化活性的贵金属Pt。通过调查研究发现,通过Pt的加入,PdSn催化剂也能在酸性环境中对乙醇发生明显的催化氧化,并在酸性环境中表现出更好的CO氧化能力,其催化活性和稳定性进一步得到提高。
任海丽[9]2009年在《膨胀石墨对油及苯基有机分子的吸附性能研究》文中提出膨胀石墨是一种可再生环境修复材料。它是以天然鳞片石墨为原料,利用物理或化学的方法使非碳质反应物插入石墨层间,形成石墨层间化合物可膨胀石墨,可膨胀石墨经过高温膨胀而得到的一种疏松、多孔、质轻的物质。本文以硫酸作为插层剂,高锰酸钾为氧化剂制备了膨胀石墨。用X-ray衍射图谱、能量色散谱、比表面积、孔径、孔容积等对原料石墨、可膨胀石墨、膨胀石墨等进行了表征。有机化合物废水是一类有害的工业废水。本文以膨胀石墨为吸附剂,系统地考察了膨胀石墨对以苯酚、苯甲酸、苯磺酸、对甲苯磺酸为代表的苯基有机小分子的吸附热力学规律；考察了吸附质浓度、pH值、温度、离子强度等因素对膨胀石墨吸附苯基有机小分子热力学的影响,并根据吸附等温线求得了Langmuir吸附常数。膨胀石墨对苯基有机小分子和油的吸附量存在显着差异。为了考察膨胀石墨对这两类吸附质的不同吸附机理,测定了膨胀石墨对油和苯基有机小分子的单独吸附性能及被苯基有机小分子饱和后的膨胀石墨对油的分级吸附性能,并对分级吸附性能的差异进行了方差分析；借助于膨胀石墨、被苯基有机小分子饱和的膨胀石墨、被油饱和的膨胀石墨扫描电子显微镜图谱分析证实了苯基有机小分子和油在膨胀石墨上的不同吸附位置。研究了被油饱和的膨胀石墨的再生处理方法及其对吸附性能的影响,考察了吸附质粘度及吸附剂的膨胀容积对吸附性能的影响；分别尝试了吸附油后膨胀石墨的真空抽滤法以及燃烧法对油的脱除效率；在连续吸附中测定了膨胀石墨的四次再生效率。实验结果表明：吸附量随吸附质粘度的增大而增加；吸附量与膨胀石墨的膨胀容积呈正相关性；膨胀石墨的真空抽滤和燃烧法对油的脱除效率分别为68.6%和98%；在连续吸附中,真空抽滤和燃烧法的第一次再生效率及四次累积效率分别为57.1%,58.5%和47.3%,50.5%。石墨蠕虫的微观结构上的差异导致吸附性能的巨大变化。真空抽滤法可以用于油的回收及膨胀石墨的再生利用。
参考文献：
[1]. 铂修饰电极的新法制备及其电催化和生物传感应用[D]. 黄金花. 湖南师范大学. 2009
[2]. 燃料电池电催化电极的制备及其对有机小分子的电催化氧化[D]. 李小芳. 青岛大学. 2003
[3]. 碳载体负载贵金属催化剂的制备及其对有机小分子的电催化氧化[D]. 姚章权. 苏州大学. 2013
[4]. 电化学方法制备Pt复合电极对有机小分子阳极氧化的电催化性能研究[D]. 彭铮. 湖南大学. 2007
[5]. 有机小分子在钯、镍修饰电极上的电催化氧化研究[D]. 上官灵芝. 山西大学. 2009
[6]. 聚吡咯修饰铂电极的制备及其电催化性能研究[D]. 汪伍洋. 浙江工业大学. 2011
[7]. 铂基电级上C_1有机分子电催化氧化行为及其拉曼光谱研究[D]. 王小聪. 江西师范大学. 2002
[8]. 钯基多组元纳米颗粒阳极电催化剂性能研究[D]. 朱复春. 太原理工大学. 2014
[9]. 膨胀石墨对油及苯基有机分子的吸附性能研究[D]. 任海丽. 河北大学. 2009
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