Ti/TiO_2-Pt修饰电极的制备及电催化性能研究

为了提高Ti/TiO2电极的催化性能,采用阳极氧化法在钛基体上制备出具有纳米管状的多孔Ti/TiO2薄膜,在此膜上采用阴极电化学沉积方法沉积Pt来制备Ti/TiO2-Pt修饰电极。用XRD,FESEM分析了沉积前后成分、晶相结构以及表面形貌的变化。结果表明:Pt优先沉积在Ti/TiO2管口以及管边缘处。用循环伏安曲线和极化曲线分析表明,沉积Pt的Ti/TiO2电极其电催化性能得到了明显改善。

碳载Pt-TiO_2复合催化剂对甲醇氧化的电催化性能

报道了通过化学还原和溶胶 -凝胶法制备不同组成的 Pt-Ti O2 /C催化剂及其对甲醇的氧化反应 .结果表明 ,该催化剂具有很好的电催化活性和稳定性 .催化剂中的 Ti和 Pt的原子比为 1 /2时 ,催化剂的性能最好 .在 5 0 0℃下热处理后 ,催化剂的性能得到进一步的改善 .这种催化剂有望能在 DMFC中获得实际使用 .

纳米TiO_2-Pt修饰电极的制备、性能及应用

采用电化学合成法和电沉积法制备高活性钛基纳米TiO2 Pt(Ti/nano TiO2 Pt)修饰电极 ,通过循环伏安法研究并比较了钛基纳米TiO2 膜电极、纯Pt电极、Ti/nano TiO2 Pt电极在H2 SO4溶液中的电化学行为以及Ti/nano TiO2 Pt电极对Mn2 + 氧化为Mn3 + 的电催化性能 .结果表明纳米TiO2 Pt修饰电极对Mn2 + 的电氧化有高催化活性 .Mn2 + 氧化峰电位为 1 2 8V (vsSCE) ,比纯Pt电极负移 0 12V ;析氧电位为 1 4 0V ,比纯Pt电极高0 0 8V .Ti/nano TiO2 Pt修饰电极催化性能优于纯Pt电极和纳米TiO2 膜电极 ,非均相电解氧化效率可达 90 %以上 .电解得到的Mn3 + 可一步氧化甘油为甘油醛 ,收率为 96 % .

乙二醛在Ti/纳米TiO_2-Pt修饰电极上的电催化氧化

采用溶胶-凝胶和电沉积法制备Ti基纳米TiO2-Pt(Ti/纳米TiO2-Pt)修饰电极.X射线衍射(XRD)表明纳米TiO2为锐钛矿型,扫描电镜(SEM)显示Pt纳米粒子在纳米TiO2多孔膜的表面呈现簇分散状态,平均粒径约25nm.通过循环伏安(CV)和计时电流法研究了Ti/纳米TiO2-Pt修饰电极对乙二醛直接电氧化的电催化活性,结果表明,修饰电极对乙二醛的直接电氧化呈现良好的催化活性,在0.60和1.23V(vsSCE)出现两个氧化峰,二者电流密度分别为16和42mA·cm-2,约为纯Pt电极的2倍和1.5倍,反应过程受浓差扩散控制.

Ti/IrO_2-Pt电极电化学降解酸性橙II染料废水研究

研究采用Ti/IrO2-Pt电极为阳极,对酸性橙II染料废水进行电化学降解研究。讨论了电解质、电流密度、溶液pH等工艺条件对酸性橙II降解的影响,对污染物的电化学降解过程进行了分析,并通过重复试验和电极表面形态比较等手段对电极耐用性进行了考察。结果表明,以氯化钠为电解质有助于酸性橙II的快速降解;加大氯化钠添加量和电流密度能缩短降解时间,但过高的电流密度会引起溶液中氯含量的流失;中性pH更有利于酸性橙II的降解。电化学降解过程中,Ti/IrO2-Pt电极可将各种中间产物无选择性的同步矿化。在氯化钠浓度为0.005 mol.L-1、电流密度10 mA.cm2、初始pH为6.8的条件下,质量浓度为50 mg.L-1的酸性橙II在30 min内被完全降解,电解2 h后TOC去除率达到45%左右。

纳米TiO_2-Pt修饰电极的制备及其电催化活性

采用电化学合成法和电沉积法制备高活性钛基纳米TiO_2-Pt(Ti/nano-TiO_2-Pt)修饰电极,通过循环伏安法研究并比较了钛基纳米TiO_2膜电极、纯Pt电极、Ti/nano-TiO_2-Pt修饰电极在H_2SO_4溶液中的电化学行为,以及Ti/nano-TiO_2-Pt修饰电极对Mn^(2+)氧化为Mn^(3+)的电催化性能。结果表明,Ti/nano-TiO_2-Pt修饰电极对Mn^(2+)的电氧化有高催化活性,Mn^(2+)氧化峰电位为1.28 V(vs. SCE),比纯Pt电极负移0.12V,析氧电位为1.40 V,比纯Pt电极高0.08 V。Ti/nano-TiO_2-Pt修饰电极的催化性能优于Pt电极和纳米TiO_2膜电极,非均相电解氧化Mn^(2+)生成Mn^(3+)的平均电流效率可达90％以上。

离子溅射沉积法制备Pt-TiO2／Ti催化剂及其性能研究

为了提高TiO2催化剂的光催化活性，拟对其进行改性研究，以阳极氧化法制备的TiO2用催化剂为基体，用离子溅射法将贵金属Pt沉积到TiO2用催化剂，利用SEM、EDS、XRD等测试技术对样品的形貌、元素组成、晶型等进行表征，以腐殖酸作为目标物质，对其光催化活性进行研究。研究结果表明，离子溅射法制备的Pt-TiO2用催化剂膜表面的Pt微粒呈现均匀单分散状态，与膜的附着力强，物相组成以锐钛矿TiO2为主，含少量金红石TiO2，光催化活性优于TiO2／Ti催化剂。

利用Cr_2O_3-LaCoO_3-Pt纳米材料催化发光测定大气中的氨分子

研究了氨分子在Cr2 O3 纳米粒子 (粒径 5 0～ 80nm)表面的化学发光行为 ,发现这种纳米材料对氨分子具有较强的选择性 .进一步的研究表明 ,在掺杂了LaCoO3 纳米粒子 (粒径 2 0nm)和Pt纳米粒子 (粒径≤ 10nm)后 ,化学发光强度增强了近 2 5倍 .在最佳反应条件下 ,化学发光强度与氨分子的浓度在 15 .0× 10 -6～ 75 0× 10 -6内呈良好的线性关系 (r=0 995 ) ,检出限为 4 0× 10 -6.

纳米TiO_2-Pt修饰电极上甲醇的电催化氧化研究

用电化学法合成前驱体Ti(OEt)4,经直接水解法制备纳米TiO2膜,通过直接在纳米TiO2膜上电沉积Pt微粒得到纳米TiO2 Pt复合催化电极。扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析结果表明,纳米TiO2的晶形为锐钛矿型,粒径约30nm,电沉积纳米Pt粒子(平均粒径约60nm)均匀地分散在纳米TiO2膜表面。循环伏安和计时电位测试表明,纳米TiO2 Pt修饰电极对甲醇的电氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0 68mg/cm2时,室温下甲醇氧化电流达到190mA/cm2,是纯Pt电极上的7 6倍。

纳米TiO_2-Pt复合膜电极间接电催化氧化甘油为甘油醛的研究

运用电沉积法在纳米TiO2膜上电沉积分散的Pt微粒制成钛基纳米TiO2-Pt复合膜（nano TiO2-Pt）修饰电极,采用循环伏安法和电解氧化法,研究了复合膜电极的电催化活性以及氧化甘油为甘油醛的过程。结果表明,纳米TiO2为锐钛矿型,Pt纳米粒子均匀分散在TiO2多孔膜的表面和内部。复合膜电极在常温常压下对甘油的电化学氧化具有高催化活性和稳定性,在25~30℃下,电流密度为25 m A/cm^2时,电流效率达84%,电解产率达89.6%。

纳米TiO_2-Pt电极氧化Mn^(2+)制备苯甲醛

采用电化学合成法和电沉积法制备高活性钛基纳米TiO2-Pt(Ti/nano-TiO2-Pt)修饰电极,通过循环伏安法研究Ti/nano-TiO2-Pt电极对Mn2+氧化为Mn3+的电催化性能.结果表明,纳米TiO2-Pt修饰电极对Mn2+的电氧化有较高催化活性,非均相(3 mol/L H2SO4,2.5 mol/L MnSO4)电解氧化效率达90%以上.在无隔膜电解槽中,通过有机氧化甲苯正交实验确定其最佳条件为:温度60℃、硫酸浓度7.0 mol/L,苯甲醛产率为86.4%.

Ti/nano-TiO_2-Pt复合电极催化甲醇氧化的研究

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备纳米TiO2(Ti/nano-TiO2)膜电极,再用电沉积法在纳米TiO2膜上修饰Pt微粒,制成Ti/nano-TiO2-Pt复合电极。用循环伏安法研究了纯Pt丝电极和Ti/nano-TiO2-Pt电极对甲醇氧化的电催化活性以及稳定性。结果表明:对甲醇氧化,复合电极比Pt丝电极具有更高的催化活性,且对甲醇氧化中间产物CO的吸附量少,因而不易中毒;复合电极载铂量达到一定值时,电极具有最强的催化活性。

4-甲基吡啶在Ti/nanoTiO_2-Pt电极上的电催化氧化

采用溶胶-凝胶和扫描电沉积法制备Ti基纳米TiO2-Pt(Ti/nanoTiO2-Pt)膜电极,Pt纳米粒子的平均粒径约为25nm.在离子液体+DMF(体积比为1:1)的混合溶剂中,通过循环伏安和计时电流法研究表明,Ti/nanoTiO2-Pt修饰电极对4-甲基吡啶(4-MP)的氧化具有高催化活性,同时讨论了4-甲基吡啶电催化氧化的机理.

稀土Ho^(3+)吸附在Pt-TiO_2/C电极上对CO电氧化的影响

用循环伏安法研究了 CO在 Pt- Ti O2 /C、Pt- Ti O2 /Ho3+/C电极上的氧化 ,发现吸附稀土 Ho3+后 ,在 0 .5 mol· L- 1H2 SO4 溶液中 ,对 CO的吸附明显减弱 ,但表现出的对 CO的催化作用较小 ;在 0 .2 mol· L- 1Na2 SO4 中性溶液中 ,不仅电极表面对 CO的吸附明显减弱 ,吸附量减少 ,且 CO的起始氧化电位和氧化峰电位分别负移 1 5 0 m V和 440 m V.Pt- Ti O2 /Ho3+/C电极在中性溶液中对

载Pt-TiO_2纳米管阵列制备及其光电催化性能

采用阳极氧化法在纯钛箔表面制备TiO2纳米管,再用直流电沉积法在纳米管内沉积Pt,制备出载Pt-TiO2纳米管电极。并采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)对其进行表征。研究载Pt-TiO2纳米管阵列与TiO2纳米管阵列对有机磷农药敌敌畏(DDVP)的光电催化降解效果,并与光催化、电降解做了简单对比。结果表明:所制Pt-TiO2纳米管存在锐钛矿晶型TiO2,其饱合光电流比TiO2纳米管大。与单独光催化、电降解相比,载Pt-TiO2纳米管电极光电催化降解效果更显著。

Pt-TiO_2/C催化剂在高温PEMFC中的耐久性

通过两步法制备了掺杂磷酸的聚苯并咪唑(PBI)高温质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极用的Pt-TiO2/C催化剂。通过对比加速老化实验(AAT)前后电池的输出性能和催化剂形貌,研究了Pt-TiO2/C与Pt/C催化剂在PEMFC中的耐久性。当电流密度为1000 mA/cm2时,AAT导致用Pt-TiO2/C催化剂的单体电池的输出电压降低48 mV,低于用Pt/C催化剂的85 mV。AAT导致Pt/C催化剂的平均粒径由4.8 nm增大到16.9 nm;而Pt-TiO2/C催化剂仅由6.0 nm增大到9.6 nm。

SnO2-Pt/γ-Al2O3催化葡萄糖制备乳酸甲酯的研究

以γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了SnO2-Pt/γ-Al2O3催化剂,探讨工艺参数(反应温度、反应时间、催化剂用量)对葡萄糖催化转化制备乳酸甲酯的影响,并对催化剂的重复使用性能以及放大实验进行探索。同时采用扫描电子显微镜(SEM)、X光射线电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等对SnO2-Pt/γ-Al2O3催化剂进行了表征。结果表明:金属Pt和SnO2均匀地分散到γ-Al2O3载体上,催化剂体系同时具有B酸和L酸的分布,比表面积为117.08m^2/g,孔容为0.23cm^3/g,平均孔径为6.54nm,催化活性明显。当葡萄糖为1g、催化剂用量(以葡萄糖质量计)为10%、葡萄糖与甲醇料液比为1∶10(g∶mL)、反应温度220℃、反应10h的条件下,SnO2-Pt/γ-Al2O3表现出较高催化活性,葡萄糖转化率为92.63%,乳酸甲酯选择性高达20.08%,且催化剂表现出良好的重复使用性能和放大稳定性,重复使用3次时,葡萄糖转化率仍达88.43%,乳酸甲酯选择性达19.27%;物料投加量放大10倍时,葡萄糖转化率仍达86.27%,乳酸甲酯选择性达18.71%。

碳载Pt-TiO_2阳极催化剂对甲醇氧化的电催化活性和稳定性

近年来,直接甲醇燃料电池(DMFC)由于使用液体燃料而越来越受到重视,但目前DMFC存在的一个普遍的问题是常用的Pt阳极催化剂易被甲醇氧化的中间产物所毒化.因此,一些研究者研究了能抗甲醇氧化的中间产物毒化的Pt二元合金或Pt和过渡金属氧化物复合催化剂,如Pt-Ru[1]、Pt-Sn[2]、Pt-WOx[3]等.考虑到TiO2在酸性溶液中的稳定性,Hamnett研究组[4]和我们研究组[5]发现Pt-TiO2/Ti复合电极对甲醇氧化有很好的电催化活性和抗中毒的能力.本文报道了制备能在DMFC中实际使用的碳载Pt-TiO2催化剂(Pt-TiO2/C)的方法和比较了Pt-TiO2/C和Pt/C电极对甲醇氧化的电催化活性和稳定性.用固相法制备含Pt 20%的Pt/C催化剂[6],将制得的Pt/C催化剂和Ti(OBu)4按摩尔比1∶1的比例悬浮在乙醇中,超声波震荡并加水,使Ti(OBu)4完全水解成TiO2,并均匀沉积到Pt/C催化剂上,洗涤,真空干燥,500℃热处理得Pt-TiO2/C催化剂.

Pt-TiO2/Ti电催化氧化有机废水的研究

根据氟碳化工行业生产、生活废水的产生特点,针对公司环保站废水经物化、生化处理后的氨氮、COD仍较高的水质特征;用DSA(DimensionStableAnode)形稳阳极对有机废水进行了催化降解研究,经实验表明:Pt-TiO2/Ti电极对废水有较好的催化降解效果,在电流密度200A/m^2电解60min后,进水的COD与氨氮分别从2480mg/L、55mg/L(均值)稳定降到400mg/L、8.0mg/L以下,实现了其同步、稳定、高效去除。同时提高了废水可生化性,此项研究也为该技术工程化应用提供一定参考。

Pt/TiO_2上的污染物降解耦合光解水制氢研究

以三乙胺和乙醚为目标污染物,研究了Pt/TiO2上光催化分解水产氢和污染物同时降解的光催化反应。研究了作为电子给体的污染物浓度对光解水制氢反应的影响,污染物本身的降解规律符合Langmuir-Hinshelwood准一级动力学方程。使用拉曼光谱仪和紫外-可见光分光光度计对降解产物浓度进行了表征,讨论了可能的降解反应机理。