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无机化学学报 2017年第3期33卷 501-508页

作者：赵峰鸣闻刚孔丽瑶褚有群马淳安浙江工业大学化学工程学院绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地杭州310032

采用阳极氧化法在钛箔表面原位生长二氧化钛纳米管,随后在氨气氛围中氮化还原制备氮化钛纳米管,并将此电极直接作为钒电池的负极,研究其对V(Ⅱ)/V(Ⅲ)的电化学性能。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等材料... 详细信息

采用阳极氧化法在钛箔表面原位生长二氧化钛纳米管,随后在氨气氛围中氮化还原制备氮化钛纳米管,并将此电极直接作为钒电池的负极,研究其对V(Ⅱ)/V(Ⅲ)的电化学性能。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等材料测试手段对氮化钛纳米管的形貌、组成和结构进行表征。分析结果表明,氨气高温氮化后,前驱体TiO_2相转变为TiN和Ti_2N相,表面元素组成为Ti-N-O,Ti-N和Ti-O,且其形貌仍保持纳米管的微观结构。采用循环伏安,电化学阻抗和充放电测试表明,氮化钛纳米管对负极电解液中的V(Ⅱ)/V(Ⅲ)展现了优异的电催化活性和可逆性,这主要归因于氮化钛纳米管大的电化学真实表面积和快速的电子转移通道。

关键词：氮化钛纳米管钒电池 Ⅴ(Ⅱ)/Ⅴ(Ⅲ) 电化学性能

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天然纤维素为模板的氮化钛纳米管的制备

天然纤维素为模板的氮化钛纳米管的制备

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中国化学会第28届学术年会

作者：刘效艳张艳华黄建国浙江大学化学系

＜正＞因其独特的物理及化学性质,氮化钛材料得到了广泛的应用。目前已报道的纳米结构的氮化钛材料主要为纳米颗粒,关于一维氮化钛纳米材料的报道较少。本文以天然纤维素材料为模板,通过溶胶凝胶法制

关键词：生物模板溶胶凝胶氮化钛纳米管镁热还原

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过渡金属氮化物及其碳纳米管复合材料载铂催化剂对甲醇氧化性能研究

过渡金属氮化物及其碳纳米管复合材料载铂催化剂对甲醇氧化性能研...

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作者：詹国和广东工业大学

学位级别：硕士

随着能源和环境问题日益突出,作为新一代清洁能源的高效、环保直接甲醇燃料电池引起了全球的广泛关注和研究。然而,目前广泛使用以碳材料为载体的Pt/C催化剂由于其载体不够坚固且与金属颗粒仅有弱相互作用能力,在燃料电池操作环境下容... 详细信息

随着能源和环境问题日益突出,作为新一代清洁能源的高效、环保直接甲醇燃料电池引起了全球的广泛关注和研究。然而,目前广泛使用以碳材料为载体的Pt/C催化剂由于其载体不够坚固且与金属颗粒仅有弱相互作用能力,在燃料电池操作环境下容易被电化学氧化腐蚀,进而引发贵金属从碳载体上迁移、团聚,造成催化剂性能的下降,大大缩短了催化剂的使用寿命。因此,设计和合成高催化活性和高耐久性的催化剂具有十分迫切的需求。本文采用液相法和后氮化处理技术合成氮化钛纳米管(TiNNTs)和氮化钴钛(TiCoN)一碳纳米管复合载体,并将其负载Pt颗粒(NPs)用于甲醇氧化电催化。通过X射线衍射(XRD)、扫描/透射电子显微镜(SEM/TEM)、氮气吸／脱附、X射线光电子能谱(XPS)以及电化学测试进行研究催化剂的形貌、结构和催化性能。甲醇氧化测试中,Pt-TiN NTs比传统Pt-C(E-TEK)催化剂具有更高的催化活性和耐久性。XRD测试结果说明TiN NTS由面心立方相结构的多晶组成。TiN NTs的氮气脱附/吸附测试曲线具有典型的H3滞后环的Ⅳ型等温线,说明TiN NTS具有介孔结构。SEM和TEM测试结果说明多孔纳米管管壁是由均一的氮化钛纳米立方颗粒构成。同时,负载在TiN NTs表面的Pt颗粒具有尺寸小和高分散性的特点。TiN NTs在经过循环伏安(CV)测试后其纳米管的形貌依旧完好保留,说明TiN NTs在直接甲醇电池操作系统下具有高电化学稳定性。通过XPS和CO溶出伏安测试结果说明Pt NPs与TiNNTs载体之间有强相互作用,这有利于在甲醇氧化过程中CO从Pt表面上的脱离。甲醇氧化测试中,Pt/CNTs@TiCoN比传统Pt/C(JM)催化剂具有更高的催化活性和耐久性。XRD测试结果说明锐钛矿型Ti02经过氮化后完全转化为氮化钛结构以及Co元素完全进入TiN结构中形成高纯单相晶体。TEM测试结果说明Pt NPs极少团聚且高度分散在CNTs@TiCoN载体表面。计时电流法测试结果说明Pt/CNTs@TiCoN催化剂在甲醇氧化中具有优异的电催化活性和较高的抗有机中间体毒化能力。通过XPS测试结果说明Pt原子与CNTs@TicoN载体之间具有强相互作用,同时Co元素的掺入能大大提高Pt/CNTs@TiCoN催化剂中Pt(0)的比例,这有助于提高催化剂活性。ADT测试结果表明CNTs@TiCoN载体能显著提高催化剂的耐久性。经过10000圈的ADT测试后,Pt/CNTs@TiCoN催化剂的电化学活性比表面积为起始的76%,远远超过传统Pt/C (JM)催化剂。实验结果表明,CNTs@TiCoN复合材料结合了CNTs的高导电性以及TiCoN极高抗腐蚀的优点。

关键词：氮化钛纳米管氮化钴钛甲醇氧化反应增强稳定性燃料电池

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