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研究了碳化钨(WC)和Vulcan XC-72炭黑(XC)作混合载体的Pd/WC-XC催化剂对甲酸氧化的电催化性能.发现Pd/WC-XC催化剂对甲酸氧化的电催化性能优于Pd/XC催化剂.而且,Pd/WC-XC催化剂的电催化性能与WC和XC的质量比有关,当质量比为3:1时,催化剂对甲酸氧化的电催化活性最好,当质量比为2:1时,催化剂对甲酸氧化的电催化稳定性性最好.

关键词: 直接甲酸燃料电池 , 钯催化剂 , 碳化钨 , 甲酸氧化

浸渍法制备硅钨酸修饰的炭载钯催化剂电催化甲酸氧化

王秀艳 , 赵雪萍 , 马树华

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2013.30158

用浸渍的方法制备了硅钨酸(SiWA)修饰的炭载Pd (Pd/C-SiWA)催化剂.计时电流曲线研究表明,在Pd/C和Pd/C-SiWA催化剂电极上,3000 s时的电流密度分别为0.013和0.082 A/mg,分别为10 s时电流密度的2.5％和14.1％.结果表明,Pd/C-SiWA催化剂对甲酸氧化的电催化稳定性要远远优于Pd/C催化剂.这是因为Pd/C催化剂上SiWA的修饰抑制了甲酸的自分解,从而减小了CO的毒化作用,改进了Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化和稳定性.

关键词: 直接甲酸燃料电池 , 炭载钯催化剂 , 硅钨酸修饰 , 甲酸氧化 , 甲酸分解

偏钒酸钠对甲酸在Pd/C催化剂上氧化的电催化性能影响的机理

郭琦 , 李焕芝 , 季云 , 陆天虹

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2013.20082

直接甲酸燃料电池的两大问题是Pd催化剂对甲酸氧化的电催化稳定性不好和Pd能催化甲酸分解.研究发现,当Pd/C在偏钒酸钠溶液中浸泡后能吸附上VO3-,吸附上VO3-的Pd/C催化剂对甲酸分解的催化性能会大大降低,由甲酸分解产生的CO的量也大大降低,使Pd/C催化剂被CO毒化的几率也大大降低,因此,在偏钒酸钠溶液中浸泡后的Pd/C催化剂对甲酸氧化的峰电流密度要比没有浸泡的Pd/C催化剂高13％左右.计时电流曲线的测量表明,6000s时在偏钒酸钠溶液中浸泡后的Pd/C催化剂对甲酸氧化的峰电流密度要比没有浸泡的Pd/C催化剂高42％左右.结果证明,在偏钒酸钠溶液中浸泡能提高Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化活性,特别是电催化稳定性.

关键词: 炭载Pd催化剂 , 偏钒酸钠 , 甲酸氧化 , 甲酸分解 , 直接甲酸燃料电池

核壳结构C@WC载体的制备及Pd/C@WC催化剂对甲酸的电催化氧化

齐增新 , 邓超 , 邬冰 , 高颖

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2014.30631

以活性碳为碳源,在碳表面原位生成碳化钨包覆的核壳结构的碳基材料(C@WC).TEM结果表明,制备的C@WC是具有核壳结构的碳材料,且WC中也有少量单质W.BET比表面测量结果表明,C@WC较活性碳比表面小,但具有更多的介孔结构.以C@WC为载体制备的Pd/C@WC催化剂电极的电化学比表积较大,为65.47 m2/g.Pd/C@WC对甲酸的电催化氧化活性较高,氧化峰电流密度为0.222 A/cm2,比Pd/C电极上的氧化峰电流密度增加了0.128 A/cm2.多周期循环伏安曲线的结果也表明,Pd/C@WC催化剂电极比Pd/C具有更高的活性和稳定性.

关键词: 钯 , 碳化钨 , 甲酸氧化 , 载体

碳纳米管载Pd-Au催化剂的合成及其对甲酸氧化的电催化性能

季益刚 , 印亚静 , 郭琦 , 司南 , 马娟 , 陆天虹

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2014.30257

将萘-1-亚甲基膦酸通过π-π堆积作用修饰在多壁碳纳米管(MWCNT)上,然后制备了MWCNT载Pd(Pd/MWCNT)催化剂.利用Pd和HAuCl4间的置换反应制得MWCNT载Pd-Au (Pd-Au/MWCNT)催化剂.透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(xPS)和X射线衍射光谱(XRD)测试结果显示,非合金化的Pd-Au纳米粒子均匀分布在MWCNT表面.循环伏安和计时电流测试显示,非合金化Pd-Au/MWCNT催化剂对甲酸氧化的电催化活性以及稳定性优于Pd/MWCNT催化剂.

关键词: 直接甲酸燃料电池 , 碳纳米管 , 催化剂 , 甲酸氧化

利用石墨烯-炭黑组成的二元碳载体增强甲酸在钯催化剂上电化学氧化的活性

吕美英 , 李文鹏 , 刘慧玲 , 温文娟 , 董广 , 刘菁桦 , 彭凯臣

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(17)62834-1

本文采用"一锅法"将氧化石墨烯(GO)、炭黑(C)和钯离子用NaBH4共还原,制备了石墨烯-炭黑二元载体(Gr-C)负载的钯催化剂(20%Pd/Gr-C),用于催化甲酸的电氧化反应.电化学测试结果表明,前驱体GO和C的质量比为3:7的Pd/Gr0.3C0.7催化剂催化活性最好,它的峰电流密度(102.14 mA mgPd-1)约为Pd/C催化剂(34.40 mA mgPd-1)的3倍,为钯/石墨烯催化剂(Pd/Gr,38.50 mA mgPd-1)的2.6倍.甲酸在Pd/Gr0.3C0.7催化剂电极直接氧化时的峰电位比Pd/C催化剂的峰电位负移约120 mV,比Pd/Gr催化剂的峰电位负移约70 mV.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱、电感耦合等离子发射光谱(ICP-AES)等手段对催化剂进行了表征.从SEM图像可以观察到,球形的炭黑团簇聚集在具有褶皱的石墨烯面上,形成了炭黑团簇/石墨烯三维立体结构,有效地抑制了相邻石墨烯层在范德华力作用下的吸引聚集和堆叠造成的石墨烯表面积减小,减小了单层石墨烯叠合成为多层石墨所造成的导电性损失,避免了相邻石墨烯片叠合形成封闭空间,有助于反应物和产物分子的运动.载体的三维结构使反应物分子更容易到达钯纳米粒子,有利于催化性能的提高.XPS结果也证实了二元Gr-C载体对Pd催化的促进作用.Pd/Gr0.3C0.7催化剂的Pd 3d5/2峰发生了右移,表明Pd 3d电子结合能正移,Pd 3d电子云密度降低.具有较低的3d电子云密度的Pd不易与甲酸氧化过程中吸附的中间体(COOH)ads结合,钯催化剂上(COOH)ads表面覆盖率降低,从而使甲酸更容易直接脱氢氧化生成CO2,有利于甲酸通过直接途径进行电化学氧化.与Pd/C,Pd/Gr相比,Pd/Gr0.3C0.7催化剂对甲酸电氧化有最好的催化活性.Pd/Gr0.3C0.7催化剂优异的催化活性可归因于其内在的三维纳米结构:炭黑团簇有效地抑制了石墨烯纳米片的聚集,保持了其大的比表面积和高导电性,促进了反应物和产物分子的运动.此外,Pd纳米粒子与二元载体之间的强相互作用降低了Pd的3d电子云密度,使甲酸氧化主要经直接途径进行.本文证实了钯金属和石墨烯-炭黑二元载体之间的强相互作用,提供了简单和高性价比的方法以提高钯基催化剂的活性,有利于工业化的应用.

关键词: 二元碳载体 , 钯 , 石墨烯 , 炭黑 , 甲酸氧化 , 燃料电池