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关键词：
白酒贮酒量,计算方法,贮酒罐
发表时间：
2013-01-16 16:27:39
氧化钨对Pt_RuO_xH_y电催化剂甲醇氧化性能的促进作用
吴子轩 | -> | 873| 0| 0.739663MB |甲醇电氧化,铂基电催化剂,水合氧化钌,氧化钨,催化剂稳定性
摘要：在多壁碳纳米管负载的 Pt-RuOxHy 样品中引入氧化钨 (WOm), 能有效抑制样品中水合氧化钌 (RuOxHy) 在酸性电解质溶液中的溶解. 在扩展电势 (–0.20~0.96 V vs SCE) 的电化学预处理过程中,RuOxHy 的溶解程度从 Pt-RuOxHy 中的 70% 降至Pt-RuOxHy-WOm 中的 15%. 计时电流曲线测试结果表明, 与窄电势区间 (–0.20~0.46 V vs SCE) 预处理的钌物种没有流失的样品相比, 经扩展电势区间预处理的 Pt-RuOxHy-WOm 样品上甲醇电氧化反应的活性没有下降, 而 Pt-RuOxHy 样品的活性则下降 50%.
铂钌催化剂具有较强的抗 CO 中毒能力, 被广泛应用于直接甲醇燃料电池 (DMFC) 阳极催化剂. Ru可促进水解离生成活性含氧物种, 加快 Pt 表面吸附的类 CO 中间物种的氧化脱除. 然而, 在电化学环境下, Ru 在酸性电解质溶液中的溶解往往造成铂钌电催化剂性能的下降[1]. 最近, Liang 等[2]和 Jeon 等[3]将Au 或 Cu 引入铂钌催化剂体系, 发现 Ru 在酸性电解质中的稳定性显著提高. 但总体而言, 有关提高铂钌催化剂中 Ru 稳定性的报道还很少.
自 从 Rolison 等[4] 发现 Johnson Matthey 和E-TEK 公司的铂钌黑电催化剂中含有大量 RuOxHy后, 有关 RuOxHy 助催化作用的研究引起广泛关注.许多研究者认为, RuOxHy 有利于提高 Pt 的电催化性能[4~6]. 我们最近的研究表明[7], RuOxHy 单独存在能有效促进 Pt 电催化剂上 CO 及甲醇的氧化反应, 且Pt 和 Ru 含量分别为 20.0% 和 1.0% 时样品甲醇电氧化活性最佳. 然而, 当采用扩展电势区间 (–0.20~0.96V) 对电极催化剂进行活化预处理时[8], RuOxHy 会显著溶解, 导致 Pt-RuOxHy 电催化剂抗 CO 能力和甲醇电氧化活性显著下降.
氧化钨 (WOm) 是 Pt 电催化剂的有效助剂[9], 但有关 WOm 对铂钌电催化剂中 Ru 稳定性的影响未见报道. 本文研究了 WOm 的加入对 Pt-RuOxHy 催化剂中 RuOxHy 在酸性电解质中稳定性的影响, 发现 WOm的存在能明显抑制 RuOxHy 在扩展电势区间预处理过程中的溶解, 得到的 Pt-RuOxHy-WOm/MWCNTs 样品对甲醇电氧化反应的活性和稳定性明显提高.多壁碳纳米管 (MWCNTs) 在使用之前用硝酸进行纯化和表面官能团化. 碳化钨修饰的 MWCNTs(WC/MWCNTs) 样品的制备方法如下. 将 0.15 g 的H3PW12O40 和 0.15 g 的 K4Fe(CN)6 溶于 30 ml 水中, 加入 0.45 g 酸处理的 MWCNTs, 室温下搅拌 24 h. 悬浮液经旋转蒸发, 得到的固体于 1 173 K 在氮气气氛中焙烧 1 h, 即得 WC/MWCNTs 复合载体. 采用分步负载法制备 Pt-RuOxHy/MWCNTs 催化剂[7]. 先用过氧化氢氧化沉淀法将 RuOxHy 沉积到 MWCNTs 表面,制得 RuOxHy/MWCNTs, 再通过过氧化氢氧化分解 Pt盐将 Pt 沉积到 RuOxHy/MWCNTs 上, 即得 Pt-RuOxHy/MWCNTs 样品. 以 WC/MWCNTs 替换 MWCNTs,同法制备 Pt-RuOxHy-WOm/MWCNTs 样品.
自 从 Rolison 等[4] 发现 Johnson Matthey 和E-TEK 公司的铂钌黑电催化剂中含有大量 RuOxHy后, 有关 RuOxHy 助催化作用的研究引起广泛关注.许多研究者认为, RuOxHy 有利于提高 Pt 的电催化性能[4~6]. 我们最近的研究表明[7], RuOxHy 单独存在能有效促进 Pt 电催化剂上 CO 及甲醇的氧化反应, 且Pt 和 Ru 含量分别为 20.0% 和 1.0% 时样品甲醇电氧化活性最佳. 然而, 当采用扩展电势区间 (–0.20~0.96V) 对电极催化剂进行活化预处理时[8], RuOxHy 会显著溶解, 导致 Pt-RuOxHy 电催化剂抗 CO 能力和甲醇电氧化活性显著下降.
氧化钨 (WOm) 是 Pt 电催化剂的有效助剂[9], 但有关 WOm 对铂钌电催化剂中 Ru 稳定性的影响未见报道. 本文研究了 WOm 的加入对 Pt-RuOxHy 催化剂中 RuOxHy 在酸性电解质中稳定性的影响, 发现 WOm的存在能明显抑制 RuOxHy 在扩展电势区间预处理过程中的溶解, 得到的 Pt-RuOxHy-WOm/MWCNTs 样品对甲醇电氧化反应的活性和稳定性明显提高.多壁碳纳米管 (MWCNTs) 在使用之前用硝酸进行纯化和表面官能团化. 碳化钨修饰的 MWCNTs(WC/MWCNTs) 样品的制备方法如下. 将 0.15 g 的H3PW12O40 和 0.15 g 的 K4Fe(CN)6 溶于 30 ml 水中, 加入 0.45 g 酸处理的 MWCNTs, 室温下搅拌 24 h. 悬浮液经旋转蒸发, 得到的固体于 1 173 K 在氮气气氛中焙烧 1 h, 即得 WC/MWCNTs 复合载体. 采用分步负载法制备 Pt-RuOxHy/MWCNTs 催化剂[7]. 先用过氧化氢氧化沉淀法将 RuOxHy 沉积到 MWCNTs 表面,制得 RuOxHy/MWCNTs, 再通过过氧化氢氧化分解 Pt盐将 Pt 沉积到 RuOxHy/MWCNTs 上, 即得 Pt-RuOxHy/MWCNTs 样品. 以 WC/MWCNTs 替换 MWCNTs,同法制备 Pt-RuOxHy-WOm/MWCNTs 样品.
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