Tayebe Rostami
,
Majid Jafarian
,
Somaieh Miandari
,
Mohammad G. Mahjani
,
Fereydoon Gobal
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60959-7
在NaOH溶液(0.1 mol/L)中考察了Ni, Co和Cu二元和三元合金修饰的石墨电极上甲醇电氧化反应性能.采用循环伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱(EIS)等技术研究了修饰电极的催化活性和协同效应.这些催化剂在含有Ni, Cu和Co离子溶液的阴极电位上反复浸渍石墨电极制得.结果表明,在甲醇存在下, Ni基三元合金修饰电极(G/NiCuCo)对甲醇氧化反应的响应值明显高于其它样品.阳极峰值电流与扫描速率的平方根呈线性关系,表明该过程受扩散控制.在CA区域,该反应遵循Cottrellin特性,甲醇扩散系数为6.25×10–6 cm2/s.甲醇氧化反应速率常数为40×107 cm3/(mol·s).另外,采用EIS研究了修饰电极表面上甲醇催化氧化反应.
关键词:
甲醇电氧化
,
电催化
,
协同效应
,
镍
,
修饰电极
Ali Benvidi
,
Shahriar Jahanbani
,
Bibi-Fatemeh Mirjalili
,
Reza Zare
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61046-4|
开发了一种磁性Fe3O4纳米粒子和2-(3,4-二羟苯基)苯并噻唑(DPB)修饰的磁性棒碳糊电极(MBCPE)用于电化学检测肼.首先将DPB自组装在Fe3O4纳米粒子上,然后将此复合物吸附于设计的MBCPE上. MBCPE电极将磁性纳米粒子吸引到电极表面.所得新型电极具有高的导电性和大的有效比表面积,因而对肼的电催化氧化反应有非常大的电流响应.采用伏安法、扫描电镜、电化学阻抗谱、红外光谱和紫外-可见光谱对修饰电极进行了表征.采用伏安法研究了在磷酸盐缓冲溶液(pH=7.0)中MBCPE/Fe3O4NPs/DPB电极上肼的电化学行为.作为电化学传感器, MBCPE/Fe3O4NPs/DPB电极对肼氧化反应表现出极高的电催化活性.在DPB存在下,肼的氧化电势下降,但其催化电流增加.电催化电流与肼浓度在0.1–0.4和0.7–12.0μmol/L二个区间内表现出线性关系,检测限为18.0 nmol/L.另外,研究了MBCPE/Fe3O4NPs/DPB电极同时检测肼和苯酚的性能.伏安实验结果显示,苯酚的线性区域为100–470μmol/L,检测限为24.3μmol/L.采用此电极检测了水样品中的肼和苯酚.
关键词:
修饰电极
,
电催化氧化
,
肼
,
苯酚
,
磁性棒修饰碳糊电极
,
四氧化三铁纳米粒子
李玉萍
,
姜鲁华
,
王素力
,
孙公权
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62472-5
与低温(<100oC)质子交换膜燃料电池相比,磷酸掺杂PBI膜燃料电池可工作于100–200 oC,工作温度的提高有利于提高电极反应动力学速率、增加Pt催化剂对CO等毒物的耐受性,以及简化电池水管理等.然而,磷酸在Pt催化剂表面吸附较强,这将造成Pt一定程度的毒化.基于“第三体效应”,即在Pt表面预吸附某些小分子,可在一定程度上抑制磷酸吸附,然而预吸附分子同时也将占据Pt表面部分活性位点,因而Pt的催化性能最终由两个因素决定：磷酸抑制程度和预吸附分子在Pt表面的覆盖度.
本文系统考察了Pt表面预吸附分子覆盖度和预吸附分子链长对其催化氧还原反应(ORR)活性的影响.首先,通过控制预吸附了胺类分子的Pt电极的电位,得到表面具有不同覆盖度的Pt电极,考察了0.1 mol/L H3PO4电解液中Pt电极对ORR的催化活性随预吸附分子覆盖度的变化规律；为分离磷酸吸附和修饰分子吸附本身对Pt催化活性的影响,对比了0.1 mol/L HClO4电解液中Pt电极对ORR的催化活性随预吸附分子覆盖度的变化规律.进一步对比研究了不同链长胺分子——正丁胺(BA)、正辛胺(OA)及十二胺(DA)等作为修饰分子对Pt/C催化剂电催化ORR活性的影响.结果表明,随修饰分子在Pt表面覆盖度提高,在0.1 mol/L HClO4溶液中,由于预吸附分子占据Pt部分活性位,修饰后光滑Pt电极表面的本征活性单调下降；而在0.1 mol/L H3PO4中,修饰后光滑Pt电极表面的ORR活性呈现先升高后降低的趋势,当预吸附分子覆盖度约为20%时,其ORR活性最高,为未修饰的光滑Pt电极表面的1.67倍.这表明预吸附分子有效抑制了磷酸的吸附,且当预吸附分子覆盖度约为20%时,预吸附分子对Pt表面的占据与其抑制磷酸吸附的作用达到最佳平衡点.然而,当修饰分子BA, OA和DA在Pt表面覆盖度分别为38.6%,26.1%和26.1%时, Pt/C在0.1 mol/L H3PO4中的ORR催化活性接近,分别为未经修饰Pt/C电催化剂的1.7,1.8和2.0倍,这表明预吸附分子链长对ORR催化活性影响较小,表面预吸附分子抑制磷酸吸附的策略对Pt/C催化剂也同样适用.同时, Pt/C电极经BA, OA和DA修饰后,其在0.1 mol/L HClO4中的比表面活性分别为未经修饰Pt/C电催化剂的1.0,1.1和1.3倍,与修饰后光滑Pt电极表面本征ORR活性变化规律不一致.然而,与Pt在HClO4电解质中的ORR活性相比, ORR的半波电位仍有大约123 mV的差距,今后还需继续从催化剂的角度,如调控Pt表面的吸附特性,或从创新电解质的角度,如有机磷酸电解质等出发解决磷酸毒化的问题.
关键词:
铂
,
磷酸毒化
,
氧还原反应
,
修饰电极
,
磷酸掺杂PBI膜燃料电池
