李文震
,
周振华
,
周卫江
,
李焕巧
,
赵新生
,
汪国雄
,
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20%Pt/C催化剂及在900 ℃下用H2还原处理的催化剂,并用XRD和TEM等技术表征了催化剂的粒子大小及粒径分布. 结果表明,用乙二醇还原法制备的Pt/C催化剂的平均粒径最小(约2.4 nm),且分布均匀. 应用旋转圆盘电极(RDE)法和直接甲醇燃料电池单池评价了Pt/C催化剂的氧还原反应(ORR)活性,探索了单池性能与催化剂粒径大小的关系. RDE测试结果表明,用甲醛还原法制备的Pt/C催化剂具有最高的ORR活性; 而单池测试结果表明,用乙二醇还原法制备的Pt/C催化剂显示出最高的ORR活性和最优的单池性能. 这可能是因为直接甲醇燃料电池中所需Pt/C催化剂最优粒径更小的缘故. 另外,研究了Cl-对Pt/C催化剂ORR活性的影响. 结果表明,少量Cl-即会显著降低Pt/C催化剂的ORR活性.
关键词:
旋转圆盘电极
,
直接甲醇燃料电池
,
铂
,
碳
,
负载型催化剂
,
阴极
,
氧还原反应
齐静
,
高颖
,
唐水花
,
姜鲁华
,
闫世友
,
郭军松
,
辛勤
,
孙公权
催化学报
以间苯二酚和甲醛为碳前体,合成了一种新型碳纳米材料碳纳米带(CNRs), 并采用透射电镜(TEM)、 X射线衍射(XRD)及氮气吸附/脱附测试对CNRs进行了结构表征. 结果表明,所合成的CNRs具有很高的石墨化程度及较规则的带状结构,带宽约为8～20 nm, BET比表面积为283 m2/g, 氮气等温线为type-Ⅳ型,表明CNRs为中孔结构,平均孔径约为8.2 nm. 以CNRs为载体通过多元醇法制备了45%PtRu/CNRs电催化剂,该催化剂与以Vulcan XC-72R为载体的PtRu电催化剂相比,直接甲醇燃料电池单池性能得到明显提高.
关键词:
电催化剂
,
载体
,
碳纳米带
,
直接甲醇燃料电池
孙世国
,
徐恒泳
,
唐水花
,
郭军松
,
李焕巧
,
曹雷
,
周冰
,
辛勤
,
孙公权
催化学报
分别以SBA-15和MCM-41介孔分子筛作模板剂,采用浸渍还原法制备了纵横比及合金度不同的双组元PtRu纳米线和纳米棒电催化剂.透射电镜、X射线衍射表征和电化学测试结果表明,PtRu纳米线具有较高的合金度和较大的纵横比,在甲醇硫酸溶液中表现出更好的电催化活性.初步探讨了PtRu纳米线催化剂的合金度和纵横比对其电催化活性和电极性能的影响.
关键词:
铂
,
钌
,
纳米线
,
电催化剂
,
SBA-15
,
MCM-41
,
介孔分子筛
,
直接甲醇燃料电池
陈维民
,
梁振兴
,
张洪武
,
任素贞
,
王琪
,
孙公权
,
辛勤
功能材料
聚合物-填料复合材料以其低廉的成本、简便的成型工艺、良好的气密性和耐腐蚀性而被认为是直接甲醇燃料电池(DMFC)双极板的适用材料之一.本文对模压成型的聚合物-填料复合材料进行了测试.四探针测试仪的测试结果显示材料的导电性良好,并且沿厚度方向的电导率高于沿平面方向的电导率.模拟DMFC阳极和阴极的内部环境以检验材料的耐腐蚀性,结果表明,该材料在DMFC的工作环境中无明显腐蚀现象.材料的气密性极佳.此种复合材料满足DMFC对于低成本双极板的要求.
关键词:
燃料电池
,
复合双极板
,
聚合物-填料
,
直接甲醇燃料电池
唐水花
,
孙公权
,
齐静
,
孙世国
,
郭军松
,
辛勤
,
Geir Martin HAARBERG
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.90525
电催化反应过程涉及固、液、气传输以及电子和质子传导,为确保反应的顺利进行和提高催化剂中贵金属的利用率及延长催化剂的寿命,理想的电催化剂载体必须同时具备高比表面积、导电性好、合适的孔结构、耐腐蚀以及合适的表面基团等.为此,碳载体的改性工作受到关注,常用的方法是通过酸、碱、氧化和高分子等手段改变载体的结构和表面性质,以期接近理想电催化剂载体的要求:同时在开发新型碳载体方面做了更大量的工作.本文简要评述了商品炭载体如碳黑Vulcan XC-72R以及其它的乙炔黑、黑珍珠.2000、PrintexXE-2和Ketjen Black EC等碳材料在直接醇燃料电池中的应用,但对纳米碳纤维、碳纳米管、有序多孔碳、中间相碳小球、碳纳米角、碳纳米卷和碳气凝胶等新型碳载体则进行了较全面的评述.与商品碳载体相比,新型碳载体在一定程度上都表现出比XC-72R更优的性能,这主要是因为新型碳材料具有特殊的结构、更高的结晶性能(导电性)和更好的传质能力.
关键词:
直接醇类燃料电池:电催化剂
,
碳纤维
,
碳纳米管
,
有序多孔碳
,
碳纳米卷
,
碳纳米角
赵新生
,
孙公权
,
陈维民
,
唐水花
,
辛勤
,
杨少华
,
衣宝廉
催化学报
采用单电池寿命测试和电化学快速老化两种方法考察了直接甲醇燃料电池阳极电催化剂Pt-Ru/C的稳定性,研究了电池实际运行条件下催化剂微观形貌的变化对电池性能的影响.结果表明,Pt-Ru/C催化剂做成膜电极后,粒径由2.8 nm增大到3.8 nm,催化剂的粒径随放电时间的延长有增大的趋势,连续放电320 h,粒径增大到5.8 nm.采用电化学方法能够快速地评价催化剂的稳定性,大大缩短催化剂稳定性评价的周期,有利于催化剂的制备和筛选.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
铂
,
钌
,
碳
,
膜电极
,
稳定性
周振华
,
周卫江
,
姜鲁华
,
王素力
,
汪国雄
,
孙公权
,
辛勤
催化学报
通过调变的多元醇法制备了40%Pt/C直接甲醇燃料电池阴极电催化剂,应用透射电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)方法表征催化剂. 结果表明,由该制备方法可得到高分散,金属粒子粒径分布窄的高载量贵金属催化剂. TEM统计结果表明,调变多元醇法制备的40%Pt/C催化剂的金属粒子平均粒径约为2.9 nm. 直接甲醇燃料电池单池性能测试表明,该方法制得的40%Pt/C的电催化氧还原能力比同型商品催化剂更好. 另外,利用UV-Vis光谱研究了催化剂的制备过程. 结果表明,在调变的多元醇法中,Pt4+的还原是一步完成的.
关键词:
电催化剂
,
多元醇法
,
直接甲醇燃料电池
,
铂
,
碳
张洪武
,
牛淑云
,
彭鲲
,
孙公权
,
辛勤
功能材料
采用柠檬酸作为络合剂,通过络合溶胶-凝胶法制备出纳米级的钒基发光材料YVO4∶Eu,并利用TEM,红外光谱以及荧光光谱对其进行研究.结果表明:用这种方法制备的YVO4∶Eu粉体粒径在100nm以下;与大颗粒的粉体相比,由于量子尺寸效应的影响, 纳米级YVO4∶Eu的红外光谱发生明显的蓝移现象,而其发射光谱以及激发光谱未发生显著变化,可发出较纯正红光.
关键词:
络合溶胶-凝胶法
,
YVO4∶Eu
,
蓝移
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
