基于四氧化三钴-多壁碳纳米管纳米复合材料修饰阳极的苯酚/氧气燃料电池的构建

采用溶剂热法合成了四氧化三钴(Co 3O 4)纳米粒子,将其与酸化处理后的多壁碳纳米管(MWCNTs)通过超声辅助法制备出Co 3O 4-MWCNTs纳米复合材料,然后将纳米复合物修饰在玻碳电极上,制备苯酚/O 2燃料电池的阳极(Co 3O 4-MWCNTs/GCE)。采用扫描电镜、透射电镜及X-射线粉末衍射等方法对所得材料的形貌进行了表征,研究了苯酚在不同电极(GCE、MWCNTs/GCE、Co 3O 4/GCE及Co 3O 4-MWCNTs/GCE)上的循环伏安响应特性,考察了Co 3O 4-MWCNTs修饰电极在不同扫速(20~120 mV/s)和不同浓度(60~300 mg/L)苯酚溶液中电化学响应信号的变化。电化学测试结果表明,与单一的Co 3O 4或者MWCNTs相比,Co 3O 4-MWCNTs纳米复合材料对苯酚电催化氧化性能更好。采用循环伏安法电沉积铂膜为阴极氧还原催化剂,循环沉积30圈后得到铂膜修饰的玻碳电极(Pt/GCE)。以Co 3O 4-MWCNTs/GCE为阳极,Pt/GCE为阴极,构建了苯酚/O 2燃料电池,当苯酚浓度为500 mg/L时,此燃料电池的开路电位(OCP)为0.44 V,在0.35 V下测得最大功率密度(P max)为0.27 mW/cm 2。

β-Mo_2C纳米管用于葡萄糖催化氧化及燃料电池的构建

采用水热法合成棒状MoO_3纳米材料作为合成β-Mo_2C纳米管的前驱体,然后通过辅助超声搅拌溶剂热法合成Mo-多巴胺复合物,最后通过程序升温处理得到β-Mo_2C纳米管材料.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等技术对材料进行表征,并利用循环伏安法(CV)、方波脉冲伏安法(SWV)、线性扫描伏安法(LSV)等电化学方法研究了该材料对葡萄糖的催化氧化性能.实验结果表明,β-Mo_2C纳米管修饰电极阻抗小,传导电子的速率快,对葡萄糖的氧化具有很好的催化效果.利用β-Mo_2C纳米管构建的葡萄糖/O_2燃料电池的开路电位(OCP)为0.47 V,该燃料电池的最大电流密度3.0 mA·cm^(-2)、功率密度0.70 mW·cm^(-2).