作者:梁栋; 房恒义; 姚硕; 于洁玫; 张昭良; 姜占坤; 高学平; 黄太仲 期刊:《电化学》 2019年第05期
本文以还原氧化石墨烯(rGO)为载体制备了片状NiO/rGO和球形NiO/N-rGO结构的氧还原催化剂.通过X-射线衍射(XRD)、Raman(拉曼)测试、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等方法表征了两种催化剂的结构和形貌.采用循环伏安法(CV)、Tafel曲线、线性扫描伏安法(LSV)、旋转圆盘电极(RDE)和旋转环盘电极(RRDE)等技术测试研究了两种催化剂的电化学催化氧还原性能.研究结果表明,球形NiO/N-rGO催化剂催化氧还原...
作者:李鹏; 钟艳飞; 吴振玉; 项东; 袁孝友 期刊:《淮北师范大学学报·自然科学版》 2019年第04期
为培养学生创新意识和科学探索精神,提升学生实践能力和综合素质,改革传统实验教学模式,减少按图索骥的验证性实验,增加综合性实验项目,提高本科人才培养质量.设计PtCu双金属纳米晶催化质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应,用作本科生综合实验项目,将科学研究成果引入到实验教学中,激发学生好奇心,引领学生关注社会经济发展热点问题,培养社会责任担当和生态文明意识,并为学生进入更高层次学习,奠定良好的科研素质.
作者:张楚风; 陈哲伟; 连跃彬; 陈宇杰; 李沁; 顾银冬; 陆永涛; 邓昭; 彭扬 期刊:《物理化学学报》 2019年第12期
以泡沫铜为基底生长氢氧化铜纳米线,通过原位转化合成二维导电金属有机框架(MOF)材料Cu3HITP2(HITP=2,3,6,7,10,11-六氨基三亚苯)作为双功能催化剂,可直接用作析氧及氧还原反应的工作电极,而无需使用额外的基底或粘合剂,且无需后续热处理。研究发现以氢氧化铜纳米线为模板的Cu3HITP2表现出了更大的电化学比表面积,这种新型的电极可在碱性溶液(0.1和1.0 mol·L^-1 KOH)中可以稳定运行,析氧反应中在电流密度达到10mA·cm^−2时的过电位...
作者:杨德隆; 顾军; 刘晓梦; 黄润生 期刊:《电源技术》 2019年第12期
在质子交换膜燃料电池(PEMFC)领域,近年来各种新颖的铂基催化剂不断涌现。为了解决不同实验室使用旋转圆盘电极(RDE)对同一催化剂氧还原性能(ORR)的测试结果存在巨大差异的问题,需要对旋转圆盘电极技术进行改进和深入研究。综述了氢燃料电池领域里旋转圆盘电极测定铂基催化剂氧还原性能的研究进展,包括其薄膜制备工艺改进和电化学测试方法及条件调控。
作者:赵挥; 翁晨晨; 任金涛; 葛丽; 刘玉萍; 袁忠勇 期刊:《催化学报》 2020年第02期
随着环境污染和能源危机的日益严重,探索高效的非贵金属氧还原电催化剂来替代商业Pt/C迫在眉睫.其中,报道比较多的是具有钴基活性物种和氮掺杂碳的复合材料例如Co-Nx-C, Co3O4/GO, Co-N/CNT等,该复合材料具有高导电性、良好的稳定性和优异的催化活性.与其他钴基催化剂相比,磷酸钴由于其成本低廉,对环境友好,多功能的优良特性,已被广泛应用于催化、吸附、分离及储能等领域,在电催化方面也有极大的应用潜力.研究表明,磷酸基团不仅可...
作者:王燕; 王琦璟; 高艳丽; 王雨欣; 杨懿; 王海文 期刊:《实验室研究与探索》 2019年第12期
以SBA-15为硬模板,Salen-Co为单一前驱物,采用固相研磨法合成了Co-N共掺杂石墨化的有序介孔碳材料(Co-N-C)。结果表明,实验所得到的Co-N-C-800在碱性介质中显示出了卓越的ORR的电催化活性,并呈现出优于Pt/C催化剂的抗甲醇性和稳定性。最重要的是,固相研磨法为有序介孔氧还原催化剂的制备提供了一种简便、省时、价格低廉的方法。
作者:韩佳锡; 蓝邦; 周子昊; 余林; 孙明 期刊:《无机盐工业》 2019年第11期
通过简单的液相氧化还原反应,使用亚铁离子对α-MnO2一维纳米棒做表面刻蚀改性,获得了不同刻蚀程度的α-MnO2纳米棒。电化学研究表明,20%刻蚀条件下获得的纳米棒相较原样的氧还原反应活性得到提高(半波电位0.79 V对0.75 V)且加速了氧还原反应的动力学过程。与之相反的是30%过度刻蚀的纳米棒的氧还原性能和导电性则大幅度下降。氧还原性能的提升归因于材料缺陷的产生,降低了Mn4+的含量,从而使Mn3+活性位点相对提高,加速了O2吸附这一速...
作者:李鹏; 钟艳飞; 贡淑雅; 黄莉萍; 吴振玉 期刊:《赤峰学院学报·自然科学版》 2019年第10期
为培养学生的科研创新能力,结合当前的科学研究前沿,特设计一个研究型化学综合实验.选取质子交换膜燃料电池阴极催化剂为实验对象,实验涉及PtCuNi合金催化剂的制备、表征及氧还原电催化性能等内容.实践表明,以“化学综合实验”为载体,合理引入科研热点,有助于学生对相关理论知识的深入理解.通过对实验课题的自主探究,培养学生的科研能力,加强学生的综合实验技能,激发学生的创新潜能.
作者:盖利刚 期刊:《齐鲁工业大学学报》 2017年第02期
氧还原反应(ORR)是金属-空气电池、燃料电池实现电化学能量储存与转换的关键反应。在简要概述金属基ORR电催化剂发展的基础上,着重介绍了无金属碳基ORR电催化剂的研究现状。介绍了碳基ORR电催化剂的分类、ORR催化机理和发展趋势。指出了该领域目前研究尚存在的科学问题。提出了基于吡咯氮、醚键氧、噻吩硫及N,O,S-多元杂原子掺杂碳基ORR电催化剂研究的新思路。
可逆锌空气电池具有价格低廉、环境友好和能量密度高(1084Wh kg-1)等优势,在便携式交通工具和能量储存器件应用方面潜力巨大。该电池的核心组分是驱动氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂,但存在动力学缓慢及循环稳定性差等问题。因此,发展廉价、高效的双功能催化剂,对于推动可逆锌空气电池的实际应用具有重要意义。
作者:陈凤英; 李克智; 胡广志 期刊:《应用化学》 2019年第01期
过渡金属酞菁具有很高的氧还原催化活性,MnO2对氧还原反应有催化作用,但是将过渡金属酞菁和MnO2作为氧还原反应的双催化剂的研究较少。本文采用苯酐-尿素法合成了碳纳米管(CNT)负载四硝基金属酞菁(TNMPc)组装体,联合γ-MnO2作为氧还原反应的双催化剂。借助循环伏安法对双催化剂的配比进行优化,得到二者的最佳比例。研究了四硝基金属酞菁的中心金属离子对最佳比例双催化剂催化性能的影响和双催化剂的抗甲醇性能,结果表明,双催化剂对...
作者:张旭; 张慧娟 期刊:《有色金属材料与工程》 2016年第03期
氧还原催化剂及缓慢的阴极氧还原动力学是制约低温燃料电池商业化的关键瓶颈因素之一. 非贵金属氧还原催化剂是近年来低温燃料电池最受关注的研究热点之一.在简要介绍燃料电池及氧还原反应机理的基础上,详细地综述了近年来低温燃料电池用3d过渡金属基氧还原催化剂的主要研究进展,包括过渡金属大环化合物、过渡金属-氮/ 碳类化合物、过渡金属硫族化合物和过渡金属氧化物,总结了提高催化活性和稳定性、降低催化剂制备成本以及催化剂...
通过水热法合成制备了Co-MOF材料,然后将其置于高温下热解,得到Co@CN纳米催化剂。Co@CN的结构和组成通过X射线衍射谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征,Co@CN催化剂的催化性能通过氧还原反应(ORR)测试。为了探究热解温度对Co@CN催化剂在氧还原反应中催化性能的影响,将制备得到的Co-MOF材料在不同温度下热解,分别得到Co@CN-600,Co@CN-700,Co@CN-800,Co@CN-900,通过氧还原反应测试不同热解温度下Co@CN催化剂的催化性能。结果表...
作者:王婷婷; 张国权; 周玉菲; 凌威; 杨凤林 期刊:《环境工程学报》 2019年第01期
通过水热法合成MIL-101(Fe)材料,并在N2氛围中进行高温碳化制备多孔铁碳(N-MIL-FeC)电极材料,探究其电催化氧还原性能及阴极电芬顿降解模拟染料废水性能。将制备的N-MIL-FeC材料进行电催化氧还原反应(ORR)性能测试,结果表明,Fe/H2BDC摩尔比为2∶1,碳化温度为900℃,N-MIL-FeC材料CV扫描所得图形峰电位最小且峰电流最高,具有最优的ORR催化活性。在此基础上,将最佳条件下制得的N-MIL-FeC负载在碳纸上制成催化阴极应用于电芬顿反应催化...
作者:王岩; 王升高; 钟艳; 周明晨; 李国梁 期刊:《武汉工程大学学报》 2019年第04期
通过碳化聚丙烯腈/聚乙烯吡咯烷酮基纳米纤维制备多孔碳材料催化剂,然后采用KOH活化法对催化剂进行处理。利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对碳材料进行形貌表征,同时采用循环伏安法、线性扫描伏安法研究催化剂的氧还原反应(ORR)活性,计时电流法研究催化剂的ORR稳定性。在相同测试条件下与Pt/C进行比较,起始电位相差52 mV,ORR电子转移数为3.63,趋近于四电子反应过程。结果表明:本文制备的非金属碳材料催化剂拥有良好ORR活性和OR...
采用非原位掺杂方式,将化学气相沉积法生长的碳纳米管阵列在含氮和含硫的气氛下,700~900℃退火,制备了氮硫共掺杂的碳纳米管(NS-CNT)。X射线光电子能谱仪测试证明,通过非原位掺杂方式成功实现了氮和硫在碳纳米管上的掺杂。通过电化学测试研究退火温度对氧还原反应催化活性的影响,电化学测试结果表明,800℃退火所制备样品的氧还原峰电位和起始电位分别为0.873,0.771V,表现出最好的催化活性。通过旋转环盘电极测试发现,样品NS-CNT-...
作者:麦锽旺; 杨伟; 雷康州; 陈胜洲 期刊:《化工新型材料》 2019年第02期
以葡萄糖为碳源、硝酸铁为铁源,六次甲基四胺为氮源或沉淀剂,水热法合成铁/碳微球氧还原催化剂前驱体,再在氨气气氛中热处理制备出氧还原催化剂。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、旋转圆盘电极(RDE)对催化剂进行表征,并探讨了热处理温度对催化剂性能的影响。结果表明:不同温度热处理形成不同的铁氮化合物结构,催化剂中存在4种型态氮的化合物。热处理温度为800℃制得的催化剂氧还原起始电...
沸石咪唑脂框架8(ZIF-8),高温热解处理得到氮掺杂多孔碳(NPC),通过双溶剂浸渍法、化学还原法以及酸处理,制备了NPC负载铂铜的开放型合金纳米颗粒催化体系。通过形貌表征和氧还原催化活性测试,筛选出最佳催化剂,该催化剂也在电流-时间测试中,表现出卓越的稳定性。其催化性能的提升,主要基于铜的引入对金属铂的d带中心的调控以及NPC中氮掺杂位点、羰基官能团对于金属纳米颗粒的锚定作用。
作者:张小雷; 袁坤华; 林光明; 李永坤; 李荣文; 余培锴 期刊:《常熟理工学院学报》 2019年第02期
氧气还原反应(Oxygen Reduction Reaction)是绝大部分燃料电池的阴极反应,往往比阳极氧化反应需要更多的催化剂来推动.本文利用一锅水热法制备石墨碳黑负载铂(Pt/GCB)催化剂,采用旋转搅拌合成Pt-PbO_x纳米复合材料,通过电化学性能测试发现所制备的Pt-PbO_x/GCB复合材料具有优异的ORR催化活性和电化学稳定性.
作者:余培锴; 李月婵 期刊:《闽江学院学报》 2018年第02期
将铂纳米颗粒直接还原在催化剂载体上,再用PbO2修饰Pt催化剂.由于导电碳黑具有结构完整、导电性好等优点,因此选择导电碳黑作为催化剂的载体材料.通过TEM图表明合成Pt-PbO2复合材料较为均匀地分散在碳黑上,电化学活性测试表明所制备碳负载Pt-PbO2对氧气还原具有良好的电催化活性(半坡电位E1/2=0.86V)和良好的稳定性.