方钧
,
石富城
,
包蕙质
,
千坤
,
姜志全
,
黄伟新
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(12)60667-6
利用X射线衍射、N2吸附等温线、X射线光电子能谱、X射线吸收谱、H2-程序升温还原、甲基橙选择化学吸附和等电点测定等方法研究了共沉淀方法制备的一系列CexTi1-xO2复合氧化物的结构.成功发展了甲基橙选择化学吸附和等电点方法研究CexTi1-xO2复合氧化物的最外层表面结构,并定义了“等价CeO2表面覆盖度”来描述CexTi1-xO2复合氧化物的最外层表面结构.CexTi1-xO2复合氧化物(x≥ 0.7)形成立方萤石相固溶体,Ce0.3Ti0.7O2表现出纯的单斜相,而其它复合氧化物表现出混合相.Cex-Ti 1-xO2复合氧化物最外层表面结构的演变行为不同于其体相结构.Ce0.7Ti0.3O2立方萤石相固溶体最外层表面已经部分形成了单斜相Ce0.3Ti0.7O2,随Ce含量的降低,单斜相Ce0.3Ti0.7O2从最外层表面向体相生长.CexTi1-xO2复合氧化物立方萤石相固溶体和单斜相Ce0.3Ti0.7O2分别在相对较低和较高的温度表现出好的还原性能.上述结果提供了全面和深层次的CexTi1-xO2复合氧化物结构信息.
关键词:
二氧化钛
,
氧化铈
,
复合氧化物
,
相结构
,
表面结构
,
X射线吸收谱
,
选择化学吸附
,
等电点
洪锦德
,
刘子豪
,
维拉库玛
,
吴培豪
,
刘端祺
,
刘尚斌
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)60878-6
质子交换膜燃料电池(PEMFCs)不仅采用可再生的和环境友好的能源(如氢气和甲醇)作为燃料,而且转换效率高,因此被认为是潜在的能量转换设备.目前PEMFCs大多采用活性炭负载的贵金属作为其阴极和阳极的电催化剂,因此制造成本高,限制了它的实际应用.燃料电池电催化剂研发的一个紧迫的任务就是避免使用采用贵金属.直接甲醇燃料电池(DMFCs)阳极上进行的甲醇氧化反应(MOR)通常采用活性炭或多孔碳材料负载的Pt基双功能催化剂.在此基础上复合第二贵金属(如Ru)可改善其结构、电子和表面化学性质,表现出较高的稳定性和抗CO中毒性能,因而在MOR中具有优异的电催化活性.然而,在DMFCs长期运行期间,该Pt-Ru/C阳极催化剂大多出现严重的金属Ru溶解流失,以及燃料甲醇透过聚电解质膜的现象.因此,进一步提高pt-Ru/C电催化剂的稳定性成为当务之急.另外,考虑到膜电极的成本和PEMFCs的整体效率,在保持较好MOR活性的前提下,减少贵金属用量或采用非贵金属,甚至不用金属,进一步降低其成本也尤为重要,这也将十分有利于基础研究和实际的工业应用.采用软模板或硬模板法制得的有序介孔碳(OMCs)因具有高的比表面积、可调的中孔尺寸和表面官能团性质而广受关注,已经应用于催化剂载体,吸附剂,传感器和电极材料等领域.OMCs可负载Pt制成电催化剂而用于DMFCs/PEMFCs中.本课题组前期以介孔氧化硅SBA-15为硬模板剂,糠醇和三甲苯为初始碳源,Pt和Ru的乙酰丙酮化物为金属前驱体和次级碳源,采用一步法直接制备了OMC负载的高分散、高稳定性的单Pt和Pt-Ru双金属纳米粒子,在MOR中表现出优异的电催化活性和较高的稳定性性能,超过常用的商用催化剂,显示出较大的应用潜力.因此,本文采用类似的方法将高度分散的PtM(M=Ru,Fe,Mo)合金纳米粒子沉积于OMCs上,从而制得PtM-OMC(M=Ru,Fe,Mo)催化剂;同时采用N2物理吸附、X射线衍射、透射电镜、X射线吸收近边结构、扩展X射线吸收精细结构谱等手段对其结构组成、形貌和织构等物化性质进行了表征.结果表明,合金化的PtM纳米粒子的平均粒径约2-3 nm,且高度分散于OMC载体孔道内.另外,PtM纳米粒子中第二金属M(Ru,Fe,Mo)大多以还原态形式存在,形成了典型的核(Pt)-壳(M)结构.循环伏安法测量结果表明,在MOR反应中,所制PtM-OMC电极表现出较高的电催化活性和抗CO中毒性能,超过典型的活性炭负载的Pt-Ru催化剂.尤其值得一提的是,Pt-Fe-OMC催化剂不但具有非常高的稳定性,优越的抗CO性能,而且其催化MOR反应活性与PtRu-OMC的相当,因而具有更低的生产成本,所以Pt-Fe-OMC催化剂在DMFCs阳极电催化剂具有很大的应用前景.
关键词:
有序介孔碳
,
铂基电催化剂
,
甲醇氧化反应
,
X射线吸收光谱
,
核-壳合金纳米粒子
,
一氧化碳溶出伏安法
,
燃料电池
Yu-Lun Fang
,
Kimberly N. Heck
,
Zhun Zhao
,
Lori A. Pretzer
,
Neng Guo
,
Tianpin Wu
,
Jeffrey T. Miller
,
Michael S. Wong
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62530-5
在许多催化应用中双金属的PdAu催化剂性能优于单金属催化剂.科研人员对具有可控纳米结构和高活性的PdAu催化剂进行了广泛的研究,但该催化剂的制备需要多步且通常步骤复杂.本文仅通过浸渍和焙烧制得了Au掺杂的负载型Pd催化剂,所得PdAu/C催化剂用于室温水相三氯乙烯加氢脱氯反应.当Pd和Au负载量分别为1.0 wt%和1.1 wt%时,在经过干燥、空气处理和H2还原的过程后，所制得的PdAu/C催化剂活性最高,初始转化频率(TOF)为34.0×10–2 molTCEmolPd–1 s–1,是单金属1.0 wt%Pd/C催化剂TOF (2.2×10–2 molTCEmolPd–1 s–1)的15倍以上. X射线吸收光谱结果表明,金的加入避免了400oC焙烧时Pd的氧化.本文还提出了可能的催化剂纳米结构演变路径,以解释所观察到的催化现象.
关键词:
双金属催化剂
,
钯
,
金
,
纳米结构
,
X射线吸收光谱
,
扩展X射线吸收精细结构
,
加氢脱氯
,
三氯乙烯
张红光
,
张文浩
,
李恺
,
冯涛
,
李永涛
,
刘胜利
,
谢亮
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.22.018
采用传统固相法分别利用不同价态的MoO3和MoO2原料制备了Mo掺杂Mn位的La0.7Sr0.15 Ca0.15MnO3材料,主要利用光电子能谱和X射线吸收谱研究了过渡金属元素的电子结构特征和化学价态的不同.结果表明:用两种价态的Mo原料制备的钙钛矿锰氧化物体系的Mo离子价态表现不同,MoO2制备的材料体系价态偏低.同时,该变化还引起了Mn离子电子结构变化以及氧原子轨道能级与周围配位原子能级杂化强度的不同,这些内在电子结构的不同将成为材料表现出不同物理属性的可能原因.
关键词:
钙钛矿锰氧化物
,
固相反应法
,
光电子能谱
,
X射线吸收谱
,
化学价态
罗瑶
,
刘立虎
,
贾赵恒
,
谭文峰
,
刘凡
,
邱国红
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.07.036
高锰酸钾与盐酸在100℃回流反应制备层状水钠锰矿,改变盐酸用量调控水钠锰矿的锰平均氧化度(AOS),即Mn(Ⅳ)与Mn(Ⅲ)的相对含量.采用X射线衍射、扫描电镜、X射线吸收光谱等表征产物晶体结构、微观形貌、价态组成和键长等,考察锰平均氧化度对水钠锰矿理化性质与电容性能的影响.结果表明,随着盐酸用量增加,三维花球状水钠锰矿AOS降低,氧化度可调控为4．02,3．88和3．72,且组成花球的片层厚度有降低趋势,比表面积随之增大,层间K＋和结晶水含量降低；水钠锰矿比电容量随氧化度升高而增大,其充放电过程中晶体内层间离子扩散速率显著影响电容性能.氧化度为4．02的水钠锰矿电化学性能最佳,比容量最大为232 F/g,200周循环保持为222 F/g,容量保持率为95．7％.
关键词:
水钠锰矿
,
超级电容器
,
锰氧化度
,
循环伏安法
,
X射线吸收光谱
