电化学沉积方法制备铂催化剂的研究及应用探讨
我国科学家合成出新型铂纳米材料催化剂
２０ 年 第 １ 期 ０７ １
解为氢气和氧气 。 二硅化钛在反应 中所起到的不仅是光催化作用 ， 同时能够可逆存储产生的 气体，实现氢和氧的完美分离 。 二硅化钛催化剂分解水的效率 比其他利用可见光的半导体系统更高。 此外 ， 尽管存储 的 气体中有氢气也有氧气 ， 由于氧气只有在温度高于 Ｉ０ 而且黑暗的条件下才能释放出来， 但 Ｏ＂ Ｃ
高 昂；因此 ，铂 纳米材 料催 化剂 目前 难 以实现 广泛 应用 。
厦 门大学与美 国佐治亚理工学院合作 ， 研发 出能够控制纳米晶体 的表面结构和生长的新 型 电化 学方法 ，合 成 了二十 四面体 铂 纳米 晶体 。 二十 四面体是铂纳米 晶体的一种 比较罕见的结 晶方式， 其表面为高指数晶面结构， 这种 晶体结构能提高催化剂的活性和稳定性，其催化活性是 目前商业铂纳米催化剂的 ２ ～４倍 ， 能提高催化效率并延长使用寿命。
一
泰煤炭集团投资 的 ２５Ｗ 数倍聚光跟踪光伏发 电沙漠示范电站在鄂尔多斯市郊建成 。 ０ｋ
பைடு நூலகம்
美开发 出新型纳米内存器件 美 国宾夕法尼亚大学研究人员 已开发 出的一种新型纳米器件，这种纳米器件能存储 １ Ｏ 万年的电脑数据 ，检索数据 的速度 比现有 的，像 闪存和微型硬盘之类 的便携式存储设备快 １０ 倍 ，而且 比目前的 内存技术更省电、存储空间更小。 ００ 研究人员采用 自 组装工艺，用纳米金属催化剂作为媒介 ，使化学反应剂在低温下结晶， 自发形成 了直径为 ３ － Ｏｍ、长度为 ｌ￣ ０５ｈ － Ｏ ｍ的纳米线 。 ｘ 这种纳米线是一种能在非晶和晶体结
我国科学家合成出新型铂纳米材料催化剂 随着 电化学制备催化剂方法的诞生， 我国科学家合成 了新型铂纳米材料催化剂， 实现了 在催 化 活性 、 定性 和效率 上 的提高 ， 稳 这是 我 国在铂 纳 米材 料催 化剂 制备 方法上 的重 大突 破 。
铂基合金催化剂
铂基合金催化剂
铂基合金催化剂是指铂和其他金属元素组成的合金，在催化反应中发挥催化作用的物质。
由于单独的铂催化剂具有较高成本和缺乏稳定性等问题，因此以铂为主体，掺杂其他金属元素的铂基合金催化剂在催化剂领域得到了广泛应用。
铂基合金催化剂的制备方法较为多样，主要包括物理法、化学法、物理化学法等。
其中，物理法包括共沉淀法、沉积-还原法、溅射法等；化学法包括还原法、化学沉积法、溶胶-凝胶法等；物理化学法包括电化学沉积法、电化学合成法、燃烧合成法等。
各种制备方法的优缺点不同，可以根据具体应用需要选择相应的方法。
铂基合金催化剂的优点主要体现在以下几个方面：
1. 催化活性高：与单独的铂催化剂相比，铂基合金催化剂中添加其他金属元素可使催化剂的催化活性得到提升。
2. 抗中毒性能好：在某些催化反应中，铂基合金催化剂具有良好的抗中毒性能。
例如，添加钼元素的铂基合金催化剂可有效地抑制硫对催化剂的毒性。
3. 维持稳定性好：铂基合金催化剂具有较好的稳定性，可以在催化反应中长期维持催化活性。
4. 降低成本：铂基合金催化剂相比单独的铂催化剂可以降低成本。
1. 石油加工：铂基合金催化剂在石油加工过程中作为催化剂，可用于催化裂化、加氢、脱硝等反应。
3. 能源领域：铂基合金催化剂在能源领域中具有重要应用，例如可用于制备燃料电池中的阳极催化剂。
总之，铂基合金催化剂是具有广泛应用前景的催化剂，在多个领域中发挥重要作用。
未来，随着科学技术的不断发展，铂基合金催化剂的制备方法和应用领域将会逐步扩大。
铂族金属纳米催化剂的制备与应用
铂族金属纳米催化剂的制备与应用铂族金属纳米催化剂是一种性能优异的催化材料，其在化学、汽车、电化学等领域具有广泛的应用。
本文旨在介绍铂族金属纳米催化剂的制备与应用。
一、铂族金属纳米催化剂的制备1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备金属纳米催化剂的方法。
该方法可以通过水热或真空干燥等方式得到纳米颗粒较为均匀的催化剂。
该方法的主要步骤是将金属前体与溶剂混合，并加入少量的催化助剂，最终通过凝胶和热处理完成金属纳米颗粒的制备。
2. 电化学沉积法电化学沉积法是一种利用电化学过程以控制金属离子还原为纳米颗粒的方法。
该方法通常使用无机盐或金属蒸气作为前体，通过研磨制备单层或多层电极，再将电极浸入含有金属离子的溶液中，施加恰当的电位和电流密度，就可以获得所需的纳米颗粒。
3. 层析法层析法是一种分离和纯化化合物的方法，也可以用于制备金属纳米颗粒。
这种方法需要用到具有特殊表面活性的高分子物质将金属纳米颗粒包裹，然后通过连续的分离和沉淀步骤使颗粒大小均匀。
二、铂族金属纳米催化剂的应用1. 化学催化铂族金属纳米催化剂在化学催化领域中的应用主要体现在选择性加氢、部分氧化、加氧等反应中。
在选择性加氢反应中，铂族金属纳米催化剂可以将烯烃和烷烃转化为相应的芳香烃，具有很高的选择性和活性。
同时，铂族金属纳米催化剂也被广泛应用于红外光谱、质谱和电化学传感器等领域。
2. 汽车催化铂族金属纳米催化剂在汽车排放控制方面也发挥着重要作用。
目前，汽车催化转化器中使用的铂族金属纳米催化剂可以将氮氧化物、碳氢化合物和一氧化碳等有害气体转化为无害气体，有效减少了汽车尾气对环境的污染。
3. 电化学催化铂族金属纳米催化剂还在电化学催化领域中具有潜力。
以铂为例，铂纳米颗粒不仅具有良好的电化学活性，而且可以在化学和生物传感器中发挥非常重要的作用。
铂族金属纳米催化剂还可以应用于燃料电池和改性电极等领域，打造更高效的电化学系统。
结语铂族金属纳米催化剂的制备和应用已经逐渐成为材料科学领域的热点研究方向。
电化学沉积法制备质子交换膜燃料电池催化剂
电化学沉积法制备质子交换膜燃料电池催化剂陈家一;高帷韬;阴亚楠;王诚;欧阳鸿武;毛宗强【期刊名称】《化工进展》【年(卷),期】2024(43)4【摘要】作为将燃料化学能直接转化为电能的能量转换装置,质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)因其高效、环保等优势受到了广泛关注。
催化剂直接决定了PEMFC的性能水平,是PEMFC中最核心的部分之一。
电化学沉积法因具有成核受控、低成本、易操作、可放大等优点,被视为一种具有潜力的燃料电池催化剂制备方法。
本文介绍了电化学沉积过程中的常见工艺,综述了近年来国内外电化学沉积法制备PEMFC催化剂的代表性成果。
文章指出,通过精确控制电压、电流及电沉积液组分,电化学沉积法在制备合金催化剂、非贵金属催化剂以及核-壳结构、纳米线结构、纳米阵列结构等特殊形貌催化剂方面具有突出优势,有望从众多PEMFC催化剂的制备方法中脱颖而出,实现产业化应用。
最后,文章展望了电化学沉积法制备PEMFC催化剂未来的研究重点与方向,并提出应将电沉积过程调控机理与催化机理的研究相结合,指导催化剂制备工艺的改进与升级;同时,还需进一步探索电化学沉积法在低铂或非铂催化剂中的应用途径,助力PEMFC催化剂的技术突破。
【总页数】14页(P1796-1809)【作者】陈家一;高帷韬;阴亚楠;王诚;欧阳鸿武;毛宗强【作者单位】中南大学机电工程学院;清华大学核能与新能源技术研究院【正文语种】中文【中图分类】TK91【相关文献】1.质子交换膜燃料电池电催化剂研究及膜电极制备技术2.调制脉冲电沉积法制备质子交换膜燃料电池铂催化电极3.质子交换膜燃料电池基于非铂催化剂\r的膜电极制备与性能研究4.乙二醇法制备质子交换膜燃料电池铂碳催化剂的研究5.质子交换膜燃料电池Pt/C催化剂材料制备研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电催化析氧反应催化剂的研究
电催化析氧反应催化剂的研究
电催化析氧反应催化剂是一种能够促进水的电解制氧的材料。
该催化剂通常由贵金属（如铂、铱、钌等）或其氧化物、碳材料（如石墨、炭黑等）以及其他掺杂元素（如钴、镍、铁等）组成。
电催化析氧反应催化剂的研究主要包括以下几个方面：
1.催化剂的制备方法：目前，常用的电催化析氧反应催化剂制备
方法包括溶胶凝胶法、物理混合法、共沉淀法、电化学沉积法
等。
研究催化剂的制备方法可以提高催化剂的活性和稳定性。
2.催化剂的表征方法：通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显
微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）等手段，可
以对催化剂的结构、形貌和化学成分进行表征。
3.催化剂的活性和稳定性：评估催化剂的活性和稳定性是研究电
催化析氧反应催化剂的重要方面。
通常采用循环伏安（CV）曲
线、计时电流法（Tafel）和持续时间测试等方法评估催化剂的
活性和稳定性。
4.催化剂的机理研究：了解电催化析氧反应催化剂的机理可以为
优化催化剂的性能提供指导。
目前，催化剂的机理研究主要集
中在与氧化还原反应相关的电子传递、中间体的形成和反应机
理等方面。
总之，电催化析氧反应催化剂的研究是一个多学科交叉的领域，需要结合化学、物理、材料学等多方面知识进行研究。
优化催化剂的性能
可以为水的电解制氧技术的发展提供有力支撑。
两种纳米铂电极电催化氧化甲醇的性能比较
新
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Ｊ Ｏ ＵＲＮＡＬ Ｏ Ｆ ＸＩ ＮＹＵ ＵＮ Ｉ ＶＥＲ Ｓ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｖｏ １ ． １ ８． ＮＯ． ５ Ｏｃ ｔ ． ２ ０１ ３
两种纳米铂电 极电 催化氧化甲 醇的 性能比 较
● 罗永平， 廖卫兵 ， 徐顺建 ， 钟炜 ， 肖宗湖， 李水根 ， 李泽斌
等优点而越 来 越受 到人 们 的广 泛关 注 Ｉ ３ Ｊ 。在 Ｄ Ｍ Ｆ Ｃ发展 导电玻璃上 ， ６ ０ ℃恒温 处理 １ ５ ａｉ ｒ ｎ ， 重复上 面步骤 ２次 ， 再利用 中， 阳极催 化剂 的制备和性 能是一个处 于极其 重要 位置 的研 程序升温法 ， 经６ ０ ｍ ｉ ｎ升温 至 ４ ０ ０ ￣ Ｃ， 恒温 １ ５ ｍ ｉ ｎ ｏ热 解法制
２实 验
２ ． １试 剂 与 药 品
２ ． ４电 化 学 性 能 测试
电催化氧化 甲醇性 能测 试在 科斯 特 电化 学 工作 站上 进 行 。测试条件 ： １ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ Ｃ Ｈ Ｏ Ｈ ＋０ ． ５ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ Ｈ ２ Ｓ Ｏ ４ 溶液， 扫
（ １ ） 热解 法（ Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍ ａ ｌ ｄ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｔ Ｄ ）
直接甲醇燃料 电池 （ Ｄ Ｍ Ｆ Ｃ） ， 作 为 一种清 洁高 效而 且性 如 下 ： 能稳定的电源技术 ， 由于具有结构简单 、 运行温度和压力要求 低、 能量转 化率 高 、 对环境 无污染 、 可作 为常规 能源 的替代 品 把７ ｍ ｍｏ ｌ ／ Ｌ Ｈ ： Ｐ ｔ Ｃ １ 异丙 醇溶 液均 匀滴 覆在 洁净 的 Ｆ ｒ ｒ ０
法 ” 等 。本文利用 热解 法和 电化学 沉 积法 两种 方法制 备 Ｅ Ｖ Ｏ ＭＡ １ ０型扫描电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） 和 ｘ射线 衍射 仪 （ Ｘ Ｒ Ｄ） 进行
活化和氮掺杂炭层包覆碳纳米管载铂催化剂电催化性能研究
射 电镜观 察表 明 ， 以 混 酸 活化 碳 纳 米 管 为载 体 一 定 程
度 改 善 了铂 粒 子 在 碳 管 上 的 沉 积 形 态 和 分 散 性 ， 沉 积
的铂粒 子 大 小约 ５ ～８ ｎ ｍ， 但 铂 粒 子仍 存 在 较 明 显 的 团聚现 象 ； 而 因聚 苯胺 改性 碳 纳 米 管 外层 为 均 匀 氮掺 杂炭层 ， 铂 粒子 能均 匀分散 沉 积 于氮掺 杂层 表 面 ， 其 平
不 同 的催化 剂制 备 方 法 ， 导 致 难 以分 析 比较 碳 纳 米 管 的活化 和氮 掺杂 处理 对负 载催化 剂性 能 影 响 。本 文 分 别 采用 混酸 氧化 和聚苯 胺 改性对 碳纳 米管 进 行活 化 和 氮 掺杂 处理 ， 制 备 活化 碳 纳 米 管 和 氮掺 杂 炭 层 包 覆 的 碳 纳米 管 ， 采 用 化学 浸 渍 还 原 法 制备 碳 纳 米 管 负 载催 化剂 ， 研 究 比较 了 混 酸活 化 和 氮掺 杂 炭 层 包覆 碳 纳 米 管对 负 载铂催 化 剂 沉 积形 态 和分 布 的影 响 ， 进 一 步分
提纯 ） 和氮 掺杂 处理 。活 化处 理方 法 中 ， 混 酸活化 能 够 在碳 纳米 管表 面 引 入 多种 和 较 高 含量 的含 氧 官 能 团 ， 对提 高碳 纳米 管 表 面活 性 较 为 有效 ， 是一 种 最 为 常 用 的活 化 方 法 ， 但 其 也 易 导 致 碳 纳 米 管 结 构 的 部 分 损 坏［ ５ ］ 。氮掺 杂处 理 包 括 采 用 氨气 等含 氮 气 体 对 碳 纳 米 管进 行后 处理 ， 引入 含 氮官 能团 ， 或者 采用 含 氮碳 前 驱体直 接碳 化合 成氮 掺杂 碳纳 米管 ］ 。
然而 ， 由于 纯碳纳 米 管表 面活性 低 ， 直接 在其 表 面 沉 积催 化 剂 难 以获 得 尺 寸 小 且 均 匀 分 散 的催 化 剂 粒
3铂碳催化剂
3铂碳催化剂引言：催化剂是一种可以加速化学反应的物质，它能够降低反应的活化能，提高反应速率。
在催化剂中，铂碳催化剂因其高效、稳定而备受研究者的青睐。
本文将介绍3铂碳催化剂的特点、合成方法以及应用领域。
1. 3铂碳催化剂的特点3铂碳催化剂是一种由铂、碳和其他辅助材料组成的复合催化剂。
其主要特点如下：1.1 高催化活性3铂碳催化剂具有较高的催化活性，能够在相对较低的温度下催化反应发生，提高反应速率。
这主要归功于铂的优良催化性能，铂在催化反应中起到了催化剂的关键作用。
1.2 良好的电化学性能3铂碳催化剂在电化学反应中表现出良好的性能，如催化氧还原反应（ORR）。
铂碳催化剂的高催化活性使其成为燃料电池中常用的催化剂。
同时，3铂碳催化剂还具有优异的耐久性和稳定性，能够在长时间使用过程中保持较高的催化活性。
1.3 丰富的材料组成3铂碳催化剂的组成可以根据具体需求进行调整。
除了铂和碳之外，还可以添加其他元素或材料，如金属氧化物、硫化物等。
这种丰富的组成使得3铂碳催化剂能够满足不同反应的需求，提高催化效果。
2. 3铂碳催化剂的合成方法常见的3铂碳催化剂合成方法主要包括化学还原法、溶胶凝胶法和电化学合成法。
2.1 化学还原法化学还原法是一种常用的3铂碳催化剂合成方法。
通常使用还原剂将铂盐还原成金属铂，然后与碳材料进行复合。
这种方法简单、成本较低，适用于大规模合成。
2.2 溶胶凝胶法溶胶凝胶法是一种通过溶胶和凝胶过程控制材料形成的方法。
在合成3铂碳催化剂时，可以通过溶胶凝胶法控制铂和碳材料的分散度和结构特征，以提高催化性能。
2.3 电化学合成法电化学合成法是一种利用电化学方法在电极表面沉积铂和碳材料的方法。
通过调节电位和电流密度，可以控制3铂碳催化剂的成分和形貌，进而调控催化性能。
3. 3铂碳催化剂的应用领域由于3铂碳催化剂具有高催化活性和良好的电化学性能，因此在许多领域具有广泛的应用前景。
3.1 燃料电池3铂碳催化剂是燃料电池中常用的催化剂之一。
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电化学沉积方法制备铂催化剂的研究及应用
探讨
众所周知，铂是一种重要的贵金属催化剂，广泛应用于汽车尾气催化转化、燃料电池等领域中。
然而，铂资源十分有限，价格也较高，因此如何降低铂催化剂的成本，提高其催化性能，一直是研究的热点之一。
电化学沉积法是一种制备铂催化剂的重要方法，在本文中我们将探讨电化学沉积方法制备铂催化剂的研究现状及其应用前景。
一、电化学沉积方法的原理
电化学沉积法是通过电解液中的还原反应，在电极上将离子还原成金属沉积，从而制备金属催化剂的一种方法。
其中，电化学沉积铂催化剂的原理即为在电极表面，使用电解液溶解的铂盐离子，通过加电势的作用，将铂离子还原成晶粒状的金属沉积在电极表面。
由于沉积的铂晶粒较小，表面活性较高，可有效提高催化剂的催化性能，因此电化学沉积法是制备铂催化剂的一种重要方法。
二、电化学沉积方法制备铂催化剂的研究现状
在电化学沉积方法制备铂催化剂的研究中，研究者主要关注以下几点：
1、电解液的配方
电解液的配方是制备铂催化剂的重要因素之一，它不仅影响到铂离子的还原情况，还会影响到沉积后催化剂的催化性能。
研究者通过改变电解液中铂盐的浓度和种类，尝试寻找最优的配方。
例如，对于铂的溶剂电沉积，补充适量的氯化物离子可以使沉积速率增加，但会降低铂的分散度，从而影响催化剂的催化性能。
2、电沉积条件的优化
制备铂催化剂需要控制的电沉积条件包括电位、电流密度、沉积时间等，研究者对这些条件进行优化以达到最佳效果。
例如，在一定电位和电流密度下，适当延长电沉积时间会使铂晶粒更加细小，表面更加活性。
3、合成方法的改进
除了上述控制条件外，一些研究者还尝试采用不同的电解液和电极材料、脉冲电沉积等方法来制备铂催化剂，并与传统方法进行比较。
例如，研究表明，采用脉冲电沉积可以增加铂催化剂表面的金属还原次数，从而提高催化剂的长期稳定性。
三、电化学沉积方法制备铂催化剂的应用前景
电化学沉积法制备铂催化剂的方法具有以下优势：
1、催化剂的制备过程稳定可控，较为简单易操作。
2、沉积后的铂催化剂晶粒分散性较好，表面更活性，有望提
高催化剂的催化性能。
3、与传统的物理沉积方法相比，电化学沉积法制备的铂催化
剂具有更高的催化效率和更好的长期稳定性。
在实际应用中，电化学沉积法制备的铂催化剂已广泛应用于汽
车尾气催化转化、燃料电池等领域中。
研究者通过合成不同形貌、粒径和晶面结构的铂催化剂，从而实现不同领域的最优效果。
例如，在燃料电池中，通过制备表面具有更多晶面和比表面积的铂
催化剂，可以提高电催化反应的效率，从而提高燃料电池的能量
密度。
总的来说，电化学沉积法是一种制备铂催化剂的重要方法，通
过优化电解液配方和电沉积条件等控制因素，可以制备出具有优
异催化性能的铂催化剂。
在未来的研究中，我们可以进一步探索
新的电沉积方法和调节因素，以实现更高效、稳定的铂催化剂制备。