纳米钯膜电极的制备、结构表征和特殊反应性能

用循环伏安方法制备纳米钯膜电极,运用扫描隧道显微镜和原位红外光谱等方法研究其结构和反应性能.STM图像表明,制备的纳米钯膜具有特殊的层状结构,纳米级厚度的层状晶体由直径6nm左右的Pd微晶聚集而成.发现当钯膜厚度为几个纳米时,CO的吸附表现出异常红外效应,即红外谱峰反向和红外吸收显著增强(增强因子可达42.6).纳米钯膜电极对氢的反应也具有特殊的性能,与氢向钯晶格扩散吸收过程相比较,氢吸脱附的表面过程成为主要反应.研究结果还指出,纳米钯膜电极的异常红外效应和对氢反应的特殊性能与钯膜厚度密切关联,并可归结为钯膜材料的纳米尺度效应.

碱性溶液中纳米钯膜电极表面CO、CN^-吸附的红外反射光谱研究

以原位FTIR反射光谱研究碱性介质中CO和CN-在纳米Pd膜电极上的吸附和共吸附 ,进一步揭示了纳米薄膜材料的异常红外效应和CO与CN-共吸附时的相互作用规律。

纳米钯催化剂对甲醇的电催化氧化

采用水热法,以甲醛作还原剂还原Pd2+-EDTA络合物,制得钛基纳米钯颗粒电极(nanoPd/Ti).扫描电子显微镜(SEM)显示,纳米钯颗粒直径约为60 nm,形成三维立体网状结构.在碱性溶液中,循环伏安及交流阻抗测试分别表明:nanoPd/Ti电极对甲醇氧化有极高的阳极电流、较低的起始氧化电位和较强的抗CO毒化能力.在nanoPd/Ti电极上甲醇电氧化反应的阻抗值较低,增加甲醇浓度,电极阻抗更低.电极对甲醇氧化具有极好的电催化活性.

碱性介质中Pd纳米线电极对甲醇的电催化氧化

采用交流电沉积法制备Pd纳米线阵列电极催化剂,循环伏安法测定催化剂对甲醇的电催化氧化活性,用AFM、TEM、XRD和XPS表征Pd纳米线的组织形貌、晶体结构和化学状态。结果表明:Pd纳米线的直径为65～75nm,径向表面呈毛刺结构,处于体心立方晶体结构的单质态。Pd纳米线阵列电极在KOH碱性介质中对甲醇的电催化氧化活性比其平板电极高约14倍,比文献中负载型Pt纳米颗粒催化剂在酸性介质中的催化活性高50～150倍,且具有较好的稳定性。

基于Pd-Ni/Si Nanowires电极室内甲醛实时监测处理装置

研究设计一种室内甲醛气体实时监测和处理一体化装置。首先,通过电化学方法刻蚀大面积硅纳米线阵列并通过无电镀技术制备镍/硅纳米线(Ni/Si Nanowires)和钯-镍/硅纳米线(Pd-Ni/Si Nanowires)阵列电极,Pd-Ni/Si Nanowires阵列电极对甲醛有很强电化学催化氧化作用,以其为电化学甲醛传感器工作阳极,以Ni/Si Nanowires阵列为对电极,Ag/AgCl为参考电极,循环伏安技术测试结果显示该传感器对甲醛浓度灵敏度高达0.265 mA/(mmol/L),三倍信噪比检测限为2μmol/L。其次,利用STC12C5410AD单片机产生三角波扫描电压模拟循环伏安原理,可利用回路中因催化氧化产生的峰电流值来监测室内甲醛浓度,并进一步通过恒压电催化将甲醛处理。该设计方案新颖、成本低廉、便于携带,具有较大实际应用价值。

纳米铂钯合金膜电极上CO吸附的异常红外效应

采用电化学循环伏安共沉积方法在玻碳基底上制备纳米级厚度的铂钯合金膜电极（ｕｍ－ＰｔＰｄ／ＧＣ）．扫描隧道电子显微镜（ＳＴＭ）观察发现，ＰｔＰｄ合金膜由椭圆形层状晶体组成．电化学原位红外反射光谱显示出吸附在ｕｍ－ＰｔＰｄ／ＧＣ电极上的ＣＯ的红外吸收显著增强、谱峰方向与在Ｐｔ，Ｐｄ电极表面得到的谱峰方向相反、半峰宽明显增加等异常红外效应的特征，测得的红外增强吸收因子随ＰｔＰｄ合金膜厚度的增加发生变化，在实验条件下最大达到３８．３．

多壁碳纳米管负载钯催化剂对乙醇氧化的电催化活性

以浓硝酸处理后的多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,采用水热法,用硼氢化钠还原Pd^2+-EDTA络合物,制得MWCNT负载的纳米钯催化剂(Pd/MWCNT).扫描电子显微镜(SEM)显示,纳米钯颗粒形成三维立体网状结构.利用循环伏安(CV)和计时电流法(CA)法,研究了碱性溶液中Pd/MWCNT催化剂对乙醇氧化的电活性.结果表明,与晶体Pd电极相比,Pd/MWCNT电极对乙醇的电化学氧化具有较高的催化活性,表现为较高的阳极氧化峰电流和强的抗毒化能力.通过不同电位范围、不同扫速以及不同乙醇浓度的CV研究,探讨了乙醇在Pd电极上的催化氧化机理和动力学特征.