Pt／Nafion界面氧还原电极动力学

针对质子交换膜燃料电池所用的含有铂黑或碳载铂电催化剂的多孔气体扩散电极，采用循环２伏安技术和塔菲尔曲线法，以氢、氧为反应气，对不同温度和压力下的Ｐｔ／Ｎａｆｉｏｎ界面的氧还原电极动力学进行了研究。     

质子交换膜Nafion表面沉积Pt粒子新方法

通过在Nafion膜表面负载Pt粒子,增大电解质与催化剂的有效接触面积.试验利用U型管装置还原Pt粒子.U型管反应装置可以确保在Nafion膜两边在浓度差和渗透压的作用下,在垂直方向的Nafion膜两侧的Pt离子在Nafion膜上充分均匀的还原成Pt粒子.利用此方法可以得到分散均匀、粒径尺寸在十到几十纳米的Pt粒子.对新方法与传统的Pt/C(1∶1)催化剂下的膜电极进行交流阻抗测试,新方法性能更优.     

CeO_2富氧性对质子交换膜燃料电池阴极催化剂性能的影响

采用水热法制备立方体形状CeO_2,用制备出不同CeO_2含量的CeO_2-Pt/C催化剂.经过透射电子显微镜(TEM)、能谱(EDS)分析和循环伏安(CV)测试表明:CeO_2富氧作用表现明显,该方法制备的含6%CeO_2的Pt/C催化剂活性最高,但当CeO_2含量过高时活性会迅速降低.抗硫测试中,低含量的CeO_2却拥有较好效果,CeO_2提供的氧对阴极Pt/C催化剂的催化活性与SO2的耐受性起着至关重要的作用.     

质子交换膜燃料电池的研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种高效节能、工作稳定、环境友好的理想发电装置。质子交换膜是PEMFC的核心组成，是一种选择透过性膜，主要起传导质子、分割氧化剂与还原剂的作用。PEMFC用电催化剂主要为铂系电催化剂，为降低成本，提高铂的利用率和开发非铂系催化剂是今后催化剂研究的主要方向之一。文中对PEMFC电极的制备技术和电池的水管理、热管理方法等作了简要介绍。     

直接乙醇燃料电池阳极催化剂Pt-Rh-SnO2/C的制备与表征

用交替微波法制备了SnO2/C复合材料,以该材料为载体制备了不同Pt∶Rh比例的Pt-Rh-SnO2/C催化剂,应用透射电镜（TEM）及X射线衍射（XRD）方法对所制备催化剂的微观结构进行了表征,通过循环伏安法和计时电流法测试了催化剂对乙醇的催化氧化性能.结果表明,微波辅助多元醇法利用SnO2/C作为催化剂载体可以制备具有良好分散度的Pt-Rh-SnO2/C催化剂,不同比例的Pt-Rh-SnO2/C催化剂金属粒子的平均粒径都小于4nm,且粒径分布较窄;该系列催化剂中Pt具有面心立方结构,随着Pt含量不断增加,粒径逐渐增加.当Pt∶Rh比例为3∶1时,对乙醇的催化氧化具有最好的稳定性和活性.     

氢-溴储能电池膜电极的研究

采用不同电池结构组装成氢-溴储能单电池,进行恒电流充放电测试.通过分析电解性能、充放电循环性能和电池效率,研究了不同电池结构对电池性能的影响.结果表明,膜电极的CCM两侧喷涂催化剂,阴极为担载Pt/C催化剂(担载量为1 mg/cm~2)的碳毡的电池在200 m A/cm~2电流密度下进行充放电测试,其催化活性最高,电极反应效率最快,电池的充放电性能最好,能量效率和电压效率达到68.9%和70.3%.     

Ag／BaTiO3的制备及光催化性能

采用光催化还原法、浸渍法和水热法分别制备了Ag／BaTiO3催化剂．通过X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见吸收光谱（UV—vis）等手段对改性后的催化剂进行表征,考察了掺杂Ag的不同制备方法、催化剂的载Ag量对催化剂光催化活性的影响．实验结果表明,改性后的BaTiO3对亚甲基蓝染料溶液的光催化降解能力有明显提高,采用光催化还原法制备的Ag／BaTiO3催化剂催化活性最高,载Ag量为1．0％的Ag／BaTiO3对亚甲基蓝的降解效果最好,紫外光照射4h后降解率为95％．     

Ag/BaTiO3的制备及光催化性能

采用光催化还原法、浸渍法和水热法分别制备了Ag/BaTiO3催化剂.通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等手段对改性后的催化剂进行表征,考察了掺杂Ag的不同制备方法、催化剂的载Ag量对催化剂光催化活性的影响.实验结果表明,改性后的BaTiO3对亚甲基蓝染料溶液的光催化降解能力有明显提高,采用光催化还原法制备的Ag/BaTiO3催化剂催化活性最高,载Ag量为1.0％的Ag/BaTiO3对亚甲基蓝的降解效果最好,紫外光照射4h后降解率为95％.     

碳纳米管电极对铅和铜的检测研究

用碱性缓冲溶液分散碳纳米管(CNTs),通过层层自组装的方法构筑了聚二甲基烯丙基氯化铵(PDDA)/CNTs多层膜电极,采用差分脉冲伏安法同时测定。紫外-可见光谱法对PDDA/CNTs多层膜的组装过程进行了表征。研究了PDDA/CNTs组装层数、支持电解质种类、富集电位和富集时间等对溶出峰电流的影响。该多层膜修饰电极检测铅、铜离子具有良好的线性范围和抗干扰能力。     

质子交换膜燃料电池的性能

以铂黑为电催化剂、Nafion117为电解质制备了膜&电极组件,分析了电极结构、电池结构和操作条件对质子交换膜燃料电池性能的影响.结果表明:催化层内的聚四氟乙烯(PTFE)和质子导体Nafion的含量都有一最佳值范围,过少不能提供足够的反应界面、气体通道和质子通道;过多则增大气体和质子传递阻力.提高温度和压力将改善电池内电化学反应和传质.良好的电池结构将有利于电池排水和减小接触电阻.     

不同原子比PdCo/C氧还原电催化剂及耐甲醇性能

采用NaBH4为还原剂制备了三种不同原子比的PdCo/C电催化剂.采用X射线衍射(XRD)和旋转圆盘电极(RDE)技术对电催化剂进行了表征.结果表明,Co的引入使PdCo/C电催化剂的晶格常数较Pd/C减小,原子比为3:1的PdCo/C电催化剂具有最高的氧还原活性和良好的耐甲醇性能.     

原子交换膜燃料电池的性能

以铂黑为电催化剂,Ｎａｆｉｏｎ１１７为电解质制备了膜＆电极组件,分析了电极结构,电池结构和操作条件对质子交换膜燃料电池性能的影响。结果表明：催化层内的聚四氟乙烯和质子导体Ｎａｆｉｏｎ的含量都有一最佳值范围,过少不能提供足够的反应界面,气体通道和质子通道;过多则增大气体和质子传递阻力。     

微观磁场促进质子交换膜燃料电池内氧传递和还原反应研究

项目摘要：质子交换膜燃料电池在进入商业应用之前必须解决成本、寿命、可靠性和氢源等问题．其中提高放电性能是解决其它问题的前提，而阴极空气传递速度慢和氧气还原反应速度相对于阳极氢气氧化反应较低又是控制放电性能的关键．本项目采用碳包敷硬磁纳米材料为载体制备负载铂催化剂，把微磁场引入质子交换膜燃料电池阴极；     

SnO_2/CNTs复合材料的制备与表征

采用热蒸发法制备SnO2/CNTs复合材料,在不同工艺条件下制备了SnO2/CNTs复合材料,对影响SnO2/CNTs复合材料的生长条件,主要是温度和环境压力等参数进行了研究.使用X射线衍射仪、拉曼谱仪对样品进行了成分及结构测试,并用扫描电镜对样品表面形貌进行了观测.结果表明,以温度900℃、压力0.08 MPa、保温时间120 min为参数制备的复合材料纯度最高.进一步分析了沉积理论,证明低温、高压利于SnO:的形成.     

聚乙烯醇负载Keggin结构杂多酸光催化降解水中苯酚

采用化学自组装法制备聚乙烯醇负载Keggin结构的H3PW12O40和H4SiW12O40复合物膜并对水中苯酚进行光催化降解研究．对复合物的结构及光色性质进行表征，讨论了复合物膜的组成、用量、光照时间与TOC及苯酚去除率之间的关系．实验结果表明：以PW12／SiW12／聚乙烯醇制成的复合物膜，其组成为1：2(质量比)、用量为5g/L，光照2h，10mg／L水中苯酚去除率可达到50％左右，TOC去除率可达到30％-40％．     

质子交换膜燃料电池的性能

以铂黑为电催化剂、Nafion117为电解质制备了膜＆电极组件,分析了电极结构、电池结构和操作条件对质子交换膜燃料电池性能的影响．结果表明：催化层内的聚四氯乙烯（PTFE）和质子导体Nafion的含量都有一最佳值范围,过少不能提供足够的反应界面、气体通道和质子通道;过多则增大气体和质子传递阻力．提高温度和压力将改善电池内电化学反应和传质．良好的电池结构将有利于电池排水和减小接触电阻．     

糠酸负载型钯催化剂选择性杂环氢化过程

采用水作溶剂的固定床操作系统,用钌、铑、钯、铂等作为担载金属,氧化硅、活性炭(AC)、γ-三氧化二铝等作为载体,制备了多种负载型催化剂,评价了它们的糠酸选择性杂环加氢催化性能.研究表明,金属钯的性价比最好,γ-三氧化二铝为催化剂的合适载体.优化了该催化剂上的操作条件,结果表明,在1.0 MPa、150℃、氢气空速4 000 h-1、糠酸水溶液的空速8.0 h-1的条件下,糠酸的色谱转化率达98.2%,四氢糠酸选择性为100%.催化剂1.0 w%Pd/γ-Al2O3连续运转260 h后未见活性和选择性下降,稳定性良好.提出了一个经济、环保、连续操作的糠酸选择性杂环加氢过程.     

糠酸负载型钯催化剂选择性杂环氢化过程

采用水作溶剂的固定床操作系统,用钌、铑、钯、铂等作为担载金属,氧化硅、活性炭(AC)、γ-三氧化二铝等作为载体,制备了多种负载型催化剂,评价了它们的糠酸选择性杂环加氢催化性能.研究表明,金属钯的性价比最好,γ-三氧化二铝为催化剂的合适载体.优化了该催化剂上的操作条件,结果表明,在1.0 MPa、150℃、氢气空速4 000 h-1、糠酸水溶液的空速8.0 h-1的条件下,糠酸的色谱转化率达98.2%,四氢糠酸选择性为100%.催化剂1.0w%Pd/γ-Al2O3连续运转260h后未见活性和选择性下降,稳定性良好提出了一个经济、环保、连续操作的糠酸选择性杂环加氢过程.     

光化学法一步可控合成超细铂铜纳米催化剂

以可见光作为冷光源,多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,在聚乙二醇(PEG)的水溶液体系中用简单的一步法可控合成了超细铂铜纳米催化剂,并就其在对硝基苯酚(p-NP)还原反应中的催化活性进行了研究.透射电子显微镜(TEM)图显示该催化剂为分散均匀的球状超细铂铜纳米粒子,平均粒径为0.99 nm.X射线衍射(XRD)表征结...     

光催化氧化处理二苯胺废水

二苯胺(DPA)是一种用量很大的有毒化工原料,本实验使用TiO2负载型光催化膜对二苯胺废水进行处理.通过实验考察纳米级催化剂TiO2粉末用量与催化效率的关系,TiO2负载催化膜作用下光照时间、pH以及反应温度对二苯胺废水总有机碳(TOC)去除率的影响,通过正交实验设计确定光催化处理二苯胺废水的最佳操作条件.结果表明,随着反应时间的延长,TOC的去除率增大,最佳反应时间为70 min,之后趋于平衡;增强溶液酸性和碱性都可以加快DPA的降解速度;当pH为10,反应温度50 ℃时去除率最高,达到99.6 % ,DPA含量降至0.32 mg/L.