酞菁钴及其衍生物修饰电极对分子氧的电催化还原_李亚男
《2024年金属酞菁衍生物和Alq3薄膜的制备和性能研究》范文
《金属酞菁衍生物和Alq3薄膜的制备和性能研究》篇一金属酞菁衍生物与Alq3薄膜的制备和性能研究一、引言随着现代科技的发展,有机材料在光电领域的应用越来越广泛。
其中,金属酞菁衍生物和Alq3薄膜因其独特的物理和化学性质,在有机光电器件中具有重要地位。
本文旨在研究金属酞菁衍生物与Alq3薄膜的制备方法以及其性能表现,以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。
二、金属酞菁衍生物的制备和性能研究1. 制备方法金属酞菁衍生物的制备主要采用化学合成法。
首先,将酞菁与相应的金属盐在适当的溶剂中进行反应,经过一系列的化学反应,最终得到金属酞菁衍生物。
在制备过程中,需要严格控制反应条件,如温度、压力、反应时间等,以保证产物的纯度和性能。
2. 性能研究金属酞菁衍生物具有优异的光电性能、热稳定性和化学稳定性。
其能级结构使其在光电器件中具有较高的光吸收系数和载流子迁移率。
此外,金属酞菁衍生物还具有较好的成膜性和加工性能,可制备成高性能的有机光电器件。
三、Alq3薄膜的制备和性能研究1. 制备方法Alq3薄膜的制备主要采用真空蒸镀法。
将Alq3粉末置于真空蒸镀设备中,通过加热使Alq3升华,然后在基底上沉积形成薄膜。
在制备过程中,需要控制真空度、加热温度、蒸镀速度等参数,以保证薄膜的质量和性能。
2. 性能研究Alq3薄膜具有良好的电学性能、光学性能和成膜性能。
其能级结构使其在有机电致发光器件中具有较高的电子注入能力和传输效率。
此外,Alq3薄膜还具有较好的热稳定性和化学稳定性,可提高器件的使用寿命。
四、金属酞菁衍生物与Alq3薄膜的复合应用金属酞菁衍生物与Alq3薄膜的复合应用在有机光电器件中具有广泛的前景。
通过将金属酞菁衍生物与Alq3薄膜复合,可以进一步提高器件的光电性能和稳定性。
例如,在有机电致发光器件中,金属酞菁衍生物可以作为发光层材料,而Alq3薄膜则可作为电子传输层材料,二者协同作用,可提高器件的发光效率和寿命。
酞菁钴中氮的杂化方式
酞菁钴中氮的杂化方式酞菁钴是一种重要的有机金属配合物,它由钴离子和酞菁分子组成。
酞菁是一种具有四个吡咯环的大环分子,其中两个吡咯环上有两个氮原子。
酞菁和钴离子之间的配位作用是通过氮原子完成的。
然而,氮原子在酞菁钴中的杂化方式与通常的氮原子不同。
在大多数有机分子中,氮原子的杂化方式是sp3,这意味着四个原子(三个单键和一个孤对电子)在四个不同的轨道中排布。
在酞菁钴中,氮原子的杂化方式为sp2,这意味着三个原子(两个单键和一个孤对电子)在三个轨道中排布。
这种杂化方式使得酞菁钴具有独特的性质。
它具有很强的吸氧性,可以与氧分子形成氧化物。
同时,酞菁钴也是一种重要的催化剂,在有机合成中有广泛的应用。
它可以催化氢化、氧化和烷基化反应等。
除了氮原子的杂化方式,酞菁钴的分子结构也对其性质产生了重要影响。
它的分子结构具有扁平的形状,这使得酞菁钴分子之间可以形成堆积结构。
这种堆积结构在酞菁钴的性质中起到了重要作用,如它的光学性质和电化学性质。
酞菁钴的光学性质是由其分子结构和杂化方式共同决定的。
酞菁钴分子中的吡咯环可以吸收可见光,而杂化后的氮原子可以调节其吸收光谱的位置和强度。
这种光学性质使得酞菁钴在光电子学和光催化领域有着广泛的应用。
酞菁钴的电化学性质也受到其分子结构的影响。
它具有很好的电化学稳定性,可以在电化学反应中作为电极材料使用。
此外,酞菁钴分子的堆积结构也可以影响它的电化学性质,如电子传递速率和电子互相作用等。
酞菁钴中氮原子的杂化方式是其独特性质的重要原因之一。
它不仅影响了酞菁钴的分子结构和配位作用,还决定了它的光学性质和电化学性质。
酞菁钴的研究不仅有助于深入理解有机金属配合物的结构与性质,也为其在催化、光电子学和光催化等领域的应用提供了新的思路和机会。
α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴的合成、表征及光催化降解亚甲基蓝
α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴的合成、表征及光催化降解亚甲基蓝α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴(Cobalt Phthalocyanine α-tetra (3-carboxyphenoxy) phthalocyanine)是一种具有广泛应用前景的功能材料,它在光催化降解有机污染物中具有潜在的应用价值。
本文将详细介绍α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴的合成、表征以及光催化降解亚甲基蓝的过程。
合成α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴的方法有多种,其中一种常用的方法是通过对苯二酚和3-羧基苯酚的缩合反应进行合成。
具体步骤如下:首先,加入苯二酚和3-羧基苯酚到一定的溶液中,如氯化钴溶液中。
然后,加入碱溶液以调节溶液的酸碱平衡。
这个步骤有助于促进反应的进行。
在溶液中,苯二酚和3-羧基苯酚通过缩合反应发生化学反应,生成α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴。
这个反应常常需要一段时间来达到完全反应。
最后,通过过滤或离心等方式将产物分离出来,经过洗涤、干燥等处理步骤得到α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴。
对α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴进行表征的常用方法包括红外光谱(IR)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、核磁共振(NMR)等。
其中,红外光谱可以用来确定分子中的官能团,紫外可见吸收光谱可以用来分析材料的电子结构和电子转移性能,核磁共振可以提供物质的分子结构信息。
通过对α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴进行光催化降解亚甲基蓝的实验,可以发现其具有良好的光催化降解性能。
亚甲基蓝是一种有机染料,常常用于纺织工业和印刷工业。
然而,在生活污水和工业废水中过量排放亚甲基蓝会对环境产生严重的污染和危害,因此,寻找一种高效、环境友好的处理方法具有重要意义。
光催化降解亚甲基蓝的实验基本步骤如下:首先,将一定浓度的亚甲基蓝染料加入到含有α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴的溶液中。
然后,使用一定光源照射溶液一段时间,观察亚甲基蓝的颜色变化。
通常情况下,在一定时间内,溶液中的亚甲基蓝会逐渐降解,并且其吸收光谱也会发生相应变化。
α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴的合成、表征及光催化降解亚甲基蓝
α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴的合成、表征及光催化降解亚甲基蓝α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴的合成、表征及光催化降解亚甲基蓝是一个涉及有机化学、光催化、环境保护等多个领域的课题。
以下是该课题的研究内容、方法及步骤:1. 合成:首先,需要准备所需的原料,包括酞菁钴、3-羧基苯酚等。
然后,将酞菁钴与3-羧基苯酚在一定条件下进行酯化反应,生成α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴。
这一步的关键是控制反应温度、时间以及原料的配比,以保证产物纯度和产率。
2. 表征:合成得到的产物需要进行一系列的表征手段,以确认其结构、组成和性质。
可以采用光谱分析(如红外光谱、紫外光谱)、质谱分析、X射线衍射等方法对产物进行表征。
这些方法可以帮助确认产物的结构、组成以及是否存在杂质。
3. 光催化降解亚甲基蓝:α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴具有光催化活性,可以在光照条件下将亚甲基蓝降解为无害物质。
为了研究其光催化性能,需要进行降解实验。
具体步骤包括:将α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴与亚甲基蓝混合,在一定条件下进行光照,观察亚甲基蓝的降解情况。
同时,需要设置对照组,以排除其他因素的影响。
降解实验中需要注意控制光照时间、温度以及亚甲基蓝的初始浓度等因素,以确保实验结果的准确性和可靠性。
4. 结果与讨论:通过对比实验组和对照组的结果,可以得出α-四(3-羧基苯氧基)酞菁钴对亚甲基蓝的降解效果。
同时,可以根据实验数据计算降解速率常数、反应活化能等参数,以评估光催化反应的动力学特征。
此外,还需要对实验结果进行讨论,分析影响降解效果的因素以及该光催化体系在实际应用中的潜在优势和限制。
5. 结论:总结整个研究过程,提炼出主要的研究成果和结论。
指出该课题的研究成果在环境保护和可持续发展方面的意义和应用前景,同时也指出研究的不足之处以及对未来研究的展望。
在开展此类研究时,需严格遵守实验室安全规范,确保实验过程的安全性。
同时,应注重实验数据的准确性和可靠性,遵循科学的研究方法,确保研究的科学性和客观性。
碳纳米管的酞菁钴修饰及其对香兰素的电催化性能
mV a dp a urn cesd 1 i e o p rdw t aeg s ab neet d fG E , n ed tci n ekc ret n rae t sc m ae i b r l scro l r e B C )a dt e t n i 2 m h a co h e o
Te r a i ph ha o y ni t c ba tf h e t O a a y i i a i n o ni i t a m no t l c a na o o l or t e El c r c t l tc Ox d to f HEN S u— a h iF
e h n e e s ii w rsted t t n o a ii f N ) tep a oe t l f N x a o e rae 0 n a c dsniv yt ad h ee i f nln V L,h e kp tni L o i t nd ce sd 2 t t o co v l ao V d i
Ab ta t Mu i l d ab n a ou e f CNT ) c e c l mo i e b 29 1 ,3tt a n p tao sr c : h l c ro n n tb s MW wa e s h mial y df d y , 2 一 r mio hh l i 6 ea
第2 6卷 第 5期 21 0 0年 5月
无
机
化
学
学
报
V0 .6 No5 12 .
CHI NES 0UR EJ AL OF I RGANI HEMI T N0 CC S RY
8 78 1 — 21
碳 纳米 管 的酞菁 钴修 饰 及 其 对 香 兰素 的 电催 化性 能
碳载钴酞菁催化剂的一步法制备及其在碱性条件下对氧的电催化还原
剂 的活性 中心 。
目前 , 研究 的均是 先合 成过 渡金 属 大环化 合 物 , 后 将其 吸附 在碳 载体 上 进 行 高 温热 解 , 然 高性 能催 化剂 的生 成需要 两 步才 能完 成 。本 文借 鉴苯 酐法 ¨ 原理 制 备钴 酞菁 ( Shm ) 见 ce e1 。
为 C P/ o cC复合物 , 平均粒径 3 m。以磷酸处理 的碳黑 为载体 , 60o 0n 在 0 C下制备 的 C P / o c C复合催化剂表现 出
最佳的催化活性 。以其 制 备 的 电极 在 空气 气 氛 下 一0 0 n / O) .3 V( gHg 电位 时 即 可产 生 明显 氧还 原 电流 ,
第2 7卷 第 2期
21 0 0年 2月
应 用 化 学
CHI ES OURNAL O P L ED C N EJ F A P I HEMIT S RY
Vo . . 1 27 No 2 F b. 01 e 2 0
碳 载 钴 酞菁 催 化 剂 的 一 步 法 制 备 及 其在 碱 性 条 件 下 对 氧 的 电催 化 还 原
为分 析纯 。 0 6 %聚 四氟 乙烯乳 液 为 自制 。
制备 过程 中 , 文进 行 了尝试 和 改进 , 酸处 理后 的碳 加入 到 反应 物 C C ・ H O, 素 , 本 将 o1 2 尿 邻苯 二 甲 酸酐 和 钼酸铵 体 系 中 , 混合 后高 温 热解 , 到碳 载 钴 酞菁 复合 催 化 剂 CP/ 得 ocC。利 用极 化 曲线 和 交 流 阻
使 用 。过 渡金属 大 环化 和物 ( 如金 属 酞菁 、 金属 卟啉 ) 由于具 有 高 的共 轭 结 构 和化 学 稳 定性 , 氧还 原 , 对
酞菁铁及其复合催化剂的制备与可见光催化性能研究
酞菁铁及其复合催化剂的制备与可见光催化性能研究赵乐乐;王佳;王海龙;张海全【摘要】The visible light catalyst β⁃the bromine phenoxy phthalocyanine iron( PBP⁃FePc) was successfully synthesized via nu⁃cleophilic substitution at the existence of a liquid alkali catalysis⁃DBU using 4⁃Nitrophthalonitrile and P⁃Bromophenol. The visible light response phthalocyanine iron/carbon composites were synthesized by compositing β⁃the bromine phenoxy phthalocyanine iron with titanium carbide of surfacehydroxy.Photocatalytic property of two kinds of visible light catalyst is studided through photocata⁃lytic degradation efficiency of RhB.The efficiency of iron phthalocyanine/Carbon composite photocatalyst is significantly higher than the corresponding iron phthalocyanine catalytic,which has broad application prospects in the visible light catalytic field.%本文以4⁃硝基邻苯二甲腈、对溴苯酚为原料,通过亲核取代、DBU液相催化法,制备出β⁃对溴苯氧基酞菁铁( PBP⁃FePc)可见光催化剂,并将β⁃对溴苯氧基酞菁铁与表面羟基化的碳化钛复合,制得酞菁铁/碳基( PBP⁃FePc/OH⁃Ti3 C2)可见光响应型复合催化剂。
酞菁钴电催化二氧化碳还原
酞菁钴电催化二氧化碳还原
酞菁钴是一种含有钴的有机化合物,被广泛用于催化二氧化碳还原的研究中。
二氧化碳还原是一种重要的反应,因为它可以将二氧化碳转化为高附加值的化学品,同时减少温室气体的排放。
酞菁钴的电催化二氧化碳还原主要涉及其在电极上的应用,通过施加电压来促进二氧化碳分子的转化。
酞菁钴电催化二氧化碳还原的研究涉及多个方面。
首先,需要研究酞菁钴在电极上的吸附特性,以及其在还原过程中的反应活性和选择性。
其次,需要考虑电催化反应的动力学和热力学特性,以便更好地理解反应机理并优化催化剂的设计。
此外,还需要考虑反应条件对酞菁钴催化活性的影响,如温度、压力、溶剂等因素。
另外,酞菁钴电催化二氧化碳还原的研究也需要关注其在实际应用中的可行性和稳定性。
这包括了对催化剂的循环稳定性、抗毒化能力以及长期稳定性的评估。
同时,还需要考虑催化剂的制备成本和可持续性,以便将其应用于工业生产中。
总的来说,酞菁钴电催化二氧化碳还原是一个复杂而多方面的研究课题,涉及到催化剂的设计合成、反应机理的探究、反应条件
的优化以及催化剂在实际应用中的表现评价等多个方面。
通过全面深入的研究,可以更好地理解和利用酞菁钴催化二氧化碳还原的特性,为减缓气候变化和可持续化工业发展做出贡献。
《2024年度金属酞菁衍生物和Alq3薄膜的制备和性能研究》范文
《金属酞菁衍生物和Alq3薄膜的制备和性能研究》篇一金属酞菁衍生物与Alq3薄膜的制备和性能研究一、引言随着现代科技的发展,有机材料在电子器件、光电材料等领域的应用越来越广泛。
其中,金属酞菁衍生物与Alq3薄膜作为一类重要的有机材料,具有优异的电学、光学性能,成为众多科研工作者的研究对象。
本文旨在探讨金属酞菁衍生物和Alq3薄膜的制备方法以及性能研究,以期为相关领域的进一步发展提供参考。
二、金属酞菁衍生物与Alq3薄膜的制备1. 金属酞菁衍生物的制备金属酞菁衍生物的制备主要采用化学合成法。
首先,选择适当的酞菁原料和金属盐,在适当的溶剂中进行反应。
反应过程中需严格控制温度、压力、反应时间等参数,以保证产物的纯度和性能。
经过提纯、干燥等后处理步骤,得到金属酞菁衍生物。
2. Alq3薄膜的制备Alq3薄膜的制备主要采用真空蒸镀法。
将Alq3粉末放置在真空蒸镀设备的蒸发源中,通过加热使Alq3升华,并在基底上沉积形成薄膜。
蒸镀过程中需控制蒸发速率、基底温度、真空度等参数,以保证薄膜的质量和性能。
三、金属酞菁衍生物与Alq3薄膜的性能研究1. 金属酞菁衍生物的性能研究金属酞菁衍生物具有优异的光电性能和化学稳定性。
其吸收光谱范围广泛,可用于制备太阳能电池、光电器件等。
此外,金属酞菁衍生物还具有较好的电导率和热稳定性,可应用于导电材料、热稳定材料等领域。
2. Alq3薄膜的性能研究Alq3薄膜具有良好的电子传输性能和发光性能。
其电子迁移率高,可用于制备有机发光二极管(OLED)等电子器件。
此外,Alq3薄膜还具有较高的光学透过率和较好的化学稳定性,可应用于透明导电膜、防护涂层等领域。
四、实验结果与分析1. 金属酞菁衍生物的表征与性能测试通过紫外-可见光谱、红外光谱等表征手段,对制备的金属酞菁衍生物进行结构分析。
同时,通过电导率测试、热稳定性测试等手段,评估其性能。
实验结果表明,制备的金属酞菁衍生物具有较好的光电性能和化学稳定性。
钌钴合金催化剂氧还原活性的初步研究-厦门大学学报自然科学版
钌钴合金催化剂氧还原活性的初步研究+高东1,郑巧玲1,程璇1, 2*,王帮润1,李恒毅1(1. 厦门大学材料学院,2. 福建省特种先进材料重点实验室,福建厦门361005)摘要:采用相对廉价的金属氯化物作为前驱体,探索了通过浸渍还原并结合热处理制备钌钴合金催化剂的方法。
通过设计正交试验,初步考察了钌/钴比例、载体种类、热处理温度以及热处理时间对钌钴合金催化剂的晶体结构、表面形貌、晶粒尺寸、微观结构和酸性介质中氧还原反应活性的影响,从而确定了最佳的合成参数为:钌/钴摩尔比为0.5,载体为碳纳米管,热处理温度为400 ℃,热处理时间为1 h。
在优化条件下制备的碳纳米管负载钌钴合金催化剂以六方相结构为主,元素组成近似为Ru0.51Co,具有良好的电催化活性,在高氯酸溶液中的氧还原电位高达0.749 V,在0.1 ~ 0.4 V时的电子转移数接近4.0。
关键词:钌钴合金;质子交换膜燃料电池;氧还原催化剂;正交试验中图分类号:TM 911.4文献标志码:A质子交换膜燃料电池在交通运输领域的应用前景,受到越来越多的关注。
其中,低温氢-氧燃料电池的性能主要依赖于催化剂的电催化活性。
与阳极发生的氢氧化反应相比,阴极发生的氧还原反应(ORR)动力学较慢,可能发生二电子反应,生成过氧化氢中间产物,而不是产物为水的四电子反应。
因此,燃料电池的性能主要受限于阴极性能。
铂基催化剂具有较高的氧还原电催化活性,但铂的资源匮乏,导致成本高昂,且铂易被有机小分子毒化,严重限制了氢-氧燃料电池的商用化进程[1]。
钌与铂同属铂族金属,但比铂便宜,储量更加丰富,且可抗有机小分子的毒化,因此,钌基催化剂成为近期该领域的研究热点[2]。
在对钌基硫族化合物(Ru x B y, B=S, Se, Te)的研究中,钌硒化合物(Ru x Se y)的研究较多,且以Ru85Se15的氧还原活性最好[3]。
由于硒的加入可以明显抑制过氧化氢的产生[4],在酸性介质中可以发生四电子反应。
CoPcN-C催化剂的制备及CO_(2)电催化还原
第43卷第3期马静静等:CoPc/N-C催化剂的制备及C02电催化还原267 DOI:10.13822/ki.hxsj.2021007930丨研究报告丨化学试剂,2021,43( 3) ,267〜273 CoPc/N-C催化剂的制备及C02电催化还原马静静,朱红林‘(宁波大学材料科学与化学工程学院化学合成与绿色应用研究所,浙江宁波315211)摘要:金属酞菁(MePcs)因其易得性和结构可调性被认为是一种很有前途的C02减排催化剂。
其中,酞菁钴(CoPc)基杂 化材料用于电催化C02还原(C02-RR)近年来受到了广泛关注。
通过制备简便的2-甲基咪唑锌盐M0F材料为前驱体,N2气氛下热解后的N-C作为载体,在DMF的超声作用下与CoPc混合制备CoPc/N-C。
在三电极体系下,0. 1mol/L KHC03电解液中,CoPc/N-C表现出较好的C02电催化还原为C O的性能,过电位低至190 mV,在电位-0.7〜-1 V vs RHE电势区间表现出较高的CO法拉第效率(>85%)且具有较好的稳定性,其优异的电催化C02还原性能主要归因于复合材料中CoPc与N-C载体之间的协同作用。
关键词:金属酞菁;酞菁钴;电化学C02还原;杂化材料;金属有机骨架中图分类号:0643.3 文献标识码:A文章编号:0258-3283( 2021)03-0267-07Preparation of CoPc/N-C Catalyst and Electrochemical Reduction of C02MA Jing-jing,ZH U Hong-lin* (Institute of C h e mical Synthesis a n d G r e e n Applications, College of Materials Science a n d C h e m i c a l Engineering, N i n g b o University, N i n g b o 315211,C h i n a),H u a x u e Shiji,2021,43(3),267〜273Abstract :Metal phthalocyanines (M e P c s)have been considered as promising catalysts for C02 emission reduction d u e to accessibility and structural tunability.Among them,cobalt phthalocyanine (C o P c)based hybrid material for electrocatalytic C02red u ction (C02-R R)has received extensive attention in recent years.Herein,C o P c/N-C w a s prepared by mixing C o P c under ultrasonic of D M F with N-C carrier w h i c h w a s pyrolyzed via 2-methylimidazole zinc salt M O F material as the precursor under N2 atmosphere. In a three-electrode s ystem,the C o P c/N-C exhibits excellent performance for reducing C02 to C O with low overpotential 190 m V, Faraday efficiency of C O(F E C0)exceeded 85%over a wide potential range from -0. 7 —1V vs R H E a n d remarkable stability in the 0. 1m o l/L K H C03 electrolyte.The excellent electrocatalytic performance could be obtained d u e to the synergistic effect on the interface of C o P c a n d N-C.Key words:metal phthalocyanine;cobalt phthalocyanine;electrochemical C02 reduction;hybrid materials;M O F化石燃料的不可持续利用引起了严重的能源危机,随之大量排放的c o2使得全球温室效应日益加剧n'2]。
构建氧空位调控的钼酸钴纳米片用于高效催化析氧反应
构建氧空位调控的钼酸钴纳米片用于高效催化析氧反应蒋婷婷;谢伟伟;耿仕鹏;李如春;宋树芹;王毅【期刊名称】《催化学报(英文)》【年(卷),期】2022(43)9【摘要】析氧反应(OER)是金属-空气电池、电解水等绿色可再生能源转换与储存系统的核心反应,其复杂的4电子-质子耦合反应导致其动力学过程缓慢从而使得系统过电位较高,目前主要依赖于RuO_(2)或IrO_(2)贵金属催化剂提升其反应速率,但贵金属高成本和低稳定性严重限制其大规模应用.因此,开发高活性、高稳定性的廉价非贵金属催化剂具有重要的实际意义,已成为现阶段的研究热点.钼酸钴(CoMoO_(4))作为典型的ABO_(4)型催化材料,不仅价格低廉、储量丰富,而且其双金属特性可构筑有效的活性位点提升OER反应动力学.前期研究发现,通过阴离子掺杂、氧空位工程、电子结构调控、表面修饰等策略可增强ABO_(4)型催化剂的OER催化活性.特别是氧空位工程可调节过渡金属氧化物的电子结构,提高其导电性能,增加催化位点活性,从而提高过渡金属氧化物的催化性能.本文在石墨毡(GF)上原位生长CoMoO_(4)纳米片,并提出一种简单的H_(2)/Ar还原策略精确调控CoMoO_(4)的氧化状态,制备一系列不同氧空位含量的CoMoO_(4)电催化剂(CoMoO_(4)-O_(v)-n@GF),并采用X射线光电子能谱(XPS)、电子自旋共振(EPR)、电化学测试等表征手段及密度泛函理论计算(DFT)研究了氧空位含量对CoMoO_(4)电催化OER性能的影响.扫描电镜结果表明,花瓣状CoMoO_(4)纳米薄片整齐地生长在GF上,经还原热处理后纳米薄片结构未被破坏.透射电镜结果表明,经还原后CoMoO_(4)出现了大量缺陷,且显示出多晶的特性.XPS及EPR测试结果表明,通过改变热处理时间(0.5‒3 h)可以实现氧空位含量的精准调控,热处理时间越长,CoMoO_(4)氧空位含量越多.电化学测试结果表明,氧空位含量对CoMoO_(4)电催化OER性能起到了重要的调节作用,其中具有最优氧空位含量的CoMoO_(4)-O_(v)-2@GF表现出最佳的OER活性,在10 mA cm^(‒2)下的过电位仅为296 mV,Tafel斜率为62.4 mV dec−1,其性能接近贵金属催化剂RuO_(2)@GF.DFT理论计算结果表明,加入氧空位可以将CoMoO_(4)的能隙从1.98 eV缩小至1.14 eV,从而提升CoMoO_(4)纳米片的电子传导性能;同时氧空位的增加进一步降低了OER决速步的反应中间体的自由能,这也加速了OER动力学过程.实验及理论计算结果都表明构建氧空位可以有效地调节CoMoO_(4)纳米片的催化性能.综上,本工作不仅开发了一种高效的氧空位构筑方法,而且深入研究了氧空位对双金属氧化物电催化OER的影响,对通过构筑氧空位提升OER电催化剂活性相关工作有借鉴意义.【总页数】9页(P2434-2442)【作者】蒋婷婷;谢伟伟;耿仕鹏;李如春;宋树芹;王毅【作者单位】中山大学化学工程与技术学院;中山大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】O64【相关文献】1.铁诱导生长在碳布上三维纳米多孔铁钴羟基氧化物作为高效电催化析氧反应电极2.混合相钼酸钴纳米片电催化剂用于高效析氧反应3.紫外激光调控CoFe2O4表面氧空位以增强析氧反应催化活性(英文)4.调控氧空位实现高比表面积Co3O4纳米片上的产氧反应(英文)5.多壳层中空镍钴双金属磷化物纳米球用于高效电催化析氧因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
脱硫醇催化剂磺化酞菁钴稳定性能的改善
收稿日期:2006-09-04;修改稿收到日期:2006-11-17。
作者简介:于航,女,有机化学专业硕士,现就读于中国石油大学(华东),目前主要从事催化剂性能方面的研究工作。
脱硫醇催化剂磺化酞菁钴稳定性能的改善于 航,李旭辉,夏道宏,项玉芝(中国石油大学(华东),东营257061)摘要 针对脱硫醇催化剂磺化酞菁钴稳定性及循环使用性能差的缺点,研究了改善催化剂碱液稳定性的方法,并利用紫外-可见吸收光谱以及电位滴定等分析方法考察了改善前后催化剂碱液的催化活性以及循环使用寿命。
结果表明,复合有机胺类活性剂ST 的加入可以在相对较长的时间内保持催化剂碱液的高催化活性,同时延长催化剂碱液的循环使用周期。
关键词:催化剂 磺化酞菁钴 稳定性1 前 言轻质油品如汽油、煤油及液化石油气等都含有硫醇和其它形式的硫化物等杂质,严重影响油品质量。
近年来,由于重油的深度加工及日益严格的环保要求,轻质油品脱硫醇技术发展迅速。
目前液化气脱硫醇工艺以及催化裂化汽油的液-液法脱硫醇工艺中,硫醇的抽提及硫醇钠的氧化都需要使用磺化酞菁钴碱液。
美国Merichem 公司开发的纤维膜脱硫技术[1,2]是基于液-液法脱硫醇工艺的改进,它采用纤维膜作为传质设备,大大增加了碱液与油品的混合程度,有效防止了油品和碱液的乳化或携带。
但是,目前这些工艺中所采用的磺化酞菁钴催化剂碱液很不稳定,循环使用周期短,一般2~3周就要补充新鲜催化剂,既增加生产成本,又给生产操作带来麻烦。
本课题研究了改善碱液中催化剂稳定性的方法,并对稳定后催化剂碱液的循环使用性能进行了考察。
2 实 验2.1 研究体系主要以少量正己硫醇、正辛硫醇溶解于90~120e 的石油醚中所形成的硫醇-石油醚溶液和催化裂化汽油(硫醇硫质量分数约为150L g/g )作为研究体系。
2.2 油相中硫醇硫含量的测定方法以电位滴定法[3]测定硫醇硫浓度。
参比电极为玻璃电极,指示电极为Ag -Ag 2S 电极,滴定液为硝酸银-异丙醇溶液,滴定溶剂为异丙醇的醋酸-醋酸钠缓冲溶液,以PH S -3C 型电位pH 计指示电位变化。
酞菁催化剂提高锂储备电池低温性能
酞菁催化剂提高锂储备电池低温性能罗凯;李亮【摘要】针对锂储备电池低温放电电性能低于常温的问题,提出在电解液中添加酞菁催化剂方法.该方法加入具有催化活性的四硝基酞菁镍,通过吸附、催化还原、催化还原、扩散四步催化过程提高了化学反应速率,从而提高了锂储备电池低温下的放电性能.试验结果表明,四硝基酞菁镍对电池反应具有明显的催化活性,使低温下电池的激活时间均值由700 ms以上降低为200 ms以下,并使电池容量提高超过10%.%Aiming at the problem that electrical property of lithium reserve cells under low-temperature discharge is lower than the normal temperature, a method of adding phthalocyanine catalyst into electrolyte solution was proposed.Through the four-step catalytic process, including adsorption, catalytic reduction, catalytic reduction, and diffusion, the method improved the chemical reaction rate by adding tetranitrophthalocyanine nickel which had the catalytic activity, so as to improve discharge performance of lithium reserve cells under low temperature.The test results indicated that tetranitrophthalocyanine nickel had obvious catalytic activity on cell reaction.Activation time of cells under low temperature was reduced to below 200 ms from above 700 ms, thus improving by more than 10% of cell capacity.【期刊名称】《探测与控制学报》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】5页(P103-107)【关键词】锂储备电池;电解液;酞菁;低温;催化剂【作者】罗凯;李亮【作者单位】西安机电信息技术研究所,陕西西安 710065;西安机电信息技术研究所,陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TJ430锂亚硫酰氯电池是目前实际应用中比能量最高的电池之一,该电池重量轻、放电曲线平稳,是引信化学电源的的一个重要分支[1]。
酞菁钴—表面活性剂薄膜修饰电极及催化性能
酞菁钴—表面活性剂薄膜修饰电极及催化性能
胡乃非;杨敬
【期刊名称】《应用化学》
【年(卷),期】1996(13)4
【摘要】将酞菁钴(COPc)掺入阳离子表面活性剂双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)的氯仿溶液,并涂布于热解石墨电极表面,待氯仿挥发后即制得CoPc-DDAB薄膜电极。
循环伏安实验表明,在KBr溶液中,该薄膜电极有一对良好且稳定的还原氧化峰,Epc=-0.45V,Epa=-0.24V(vs.SCE)。
探讨了该体系的电化学行为,估计了该体系的电化学参数。
可将该薄膜电极用于催化卤代乙酸的电化学还原。
【总页数】5页(P25-29)
【作者】胡乃非;杨敬
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】O657.1
【相关文献】
1.四磺酸酞菁钴-DDAB表面活性剂薄膜电极的电化学与电化学催化研究 [J], 胡乃非;黄茸;杨敬
2.酞菁镍-表面活性剂薄膜修饰电极及其催化性能的研究 [J], 刘婷
3.双核磺化酞菁钴-表面活性剂薄膜电极对巯基乙醇的电催化氧化 [J], 段喜鑫;郭黎平
4.四磺酸酞菁镍—表面活性剂薄膜电极催化性能研究 [J], 刘婷;胡乃非
5.平面双核酞菁钴修饰电极的制备及催化性能研究 [J], 曹勇;郭黎平
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酞菁钴功能化钒取代多金属氧酸盐催化剂的合成及氧化脱硫性能
酞菁钴功能化钒取代多金属氧酸盐催化剂的合成及氧化脱硫性能于霞;王垚;郗瑜;吴家琛;彭国强【期刊名称】《东北师大学报(自然科学版)》【年(卷),期】2024(56)1【摘要】以钒原子取代的Keggin型多金属氧酸盐[PMo_(12-x)V_(x)][PMoV,x=1~10]和双核酞菁钴磺酸铵[C_(116)H_(80)O_(32)N_(42)S_(11)Co_(4)(Co-Pc),酞菁钴]为原料进行反应,合成一系列复合型催化剂PMo_(12-x)V_(x)/Co-Pc.用直接空气氧化法系统地研究了不同数目钒原子取代的多金属氧酸盐以及与酞菁钴不同摩尔比复合后对模拟油氧化脱硫性能的影响,其中以n(PMo_(3)V_(9))∶n(Co-Pc)=7∶1得到的复合催化剂PMo_(3)V_(9)/Co-Pc为代表对催化剂进行了红外光谱、X射线粉末衍射、N_(2)吸附/脱附等表征.同时,对影响催化剂脱硫效率的各种因素、催化剂的稳定性及氧化脱硫反应机理也进行了探讨.结果表明:PMo_(3)V_(9)/Co-Pc具有较高的催化活性、良好的稳定性和可重复使用性,是直接利用空气法深度氧化脱硫较好的催化剂.【总页数】6页(P101-106)【作者】于霞;王垚;郗瑜;吴家琛;彭国强【作者单位】白城医学高等专科学校药学院;北华大学材料科学与工程学院【正文语种】中文【中图分类】O643【相关文献】1.吉林石化"氧化脱硫催化剂酞菁钴磺酸盐的制备方法"获国家专利2.吉林石化"氧化脱硫催化剂酞菁钴磺酸盐的制备方法"获国家专利3.炼油脱硫醇催化剂──磺化酞菁钴合成工艺的研究4.取代酞菁钴和二氧化锰双催化剂对氧还原的电催化研究5.轻质油品脱硫醇催化剂—液态磺化酞菁钴的合成及应用因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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接近, 由此说明 CoP cB r4对 H2 O2的还原在三者中具 有最高的催化活性, 它催化了 O2到 H2 O2的还原以 及更负电位处 H2 O2到 H 2 O 的还原, 在酸性溶液中 实现了 O2气的两步 2电子还原。从循环伏安图中可 以清楚地看到, CoP cs对 H 2O2还原的催化活性顺序 为: CoPcBr4 > C oPc> C oP c( O C8 H17 ) 4, 与它们对 O2 气还原的催化活性顺序相一致。
GC盘电极 ( 直径 2 mm )用 1 m A l2O3抛光粉进行抛光, 然后在超声浴中用超纯水清洗 1~ 2 m in, 此步骤重复 2~ 3次。将处理好的 GC 电极浸在一定浓度的样品乙醇溶液中吸附一定时间 ( 在饱和 CoPc 和 CoP cB r4乙醇溶液中吸附时间均为 10 h, 在 3 10- 6 m o l/L 的 CoP c( O C8H 17 ) 4乙醇溶液中吸附时间为 6 h) , 取出后用无水乙醇和超纯水反复冲洗, 制得 3种修饰电极, 分别称之为 GC /CoP c、GC /CoP cB r4和 GC /CoPc( OC8H 17 ) 4电极。 1. 3 电化学测量
修饰电极的电化学测量在三电极体系进行: 玻碳或经上述酞菁钴修饰的玻碳电极为工作电极, 铂 片为对电极, 饱和甘汞电极 ( SCE ) 为 参比电极, 电解液为 10 mm ol /L HC lO4水溶液。测试前向电解液 中通入纯净的 O2气或者 N2气至少 30 m in以使溶液中的 O2气或者 N2气达到饱和, 然后分别在这 2种气 氛下进 行相 应的 电 化学 测试。所有 电化 学 实验 均在 室温 下进 行。如无 特殊 说明, 扫描 速 率均 为 50 mV / s。
均具有良好的电催化活性, 其中酞菁钴和四 ( 2, 2, 4 三甲基 3 戊氧基 ) 酞菁钴对 O2的催化是 2 电子还原生
成 H2 O2, 与裸电极相比, O2的还原峰电位分别向正方向 移动了 0 33和 0 48 V。而四 溴代酞 菁钴修饰 电极在
-
0
1和 -
0
7 V 附近产 生的
2 个还原 峰, 说 明它催 化
1 实验部分
1. 1 试剂和仪器 高氯酸、无水乙醇和 H2O2均为分析纯试剂; 水为超纯水; 四溴代酞菁钴 ( CoP cB r4 ) 、酞菁钴 ( CoP c)、
Scheme 1 M o lecular structures of ( a) phtha locyanine coba lt( CoP c), ( b ) tetrabrom ophthalocyan ine coba lt( CoPcB r4 ) and ( c) tetra ( 2, 2, 4 trim ethyl 3 pentylox y) phthalocyan ine coba lt( CoPc( O 修回 教育部新世纪优秀人才支持计划 ( N CET 06 0349) , 黑龙江省骨干教师 ( 1152G027 )基金资助项目 通讯联系人: 霍丽华, 女, 博士, 教授; E m ai:l lhhuo68@ yahoo. com; 研究方向: 功能材料
图 1 电极在 N 2 气和 O2 气饱和的 10 mmo l/L HC lO4 溶液中的循环伏安图 (A )及曲线 a~ d 的放大图 ( B ) F ig. 1 ( A ) Cy clic vo ltamm ogram s of e lectrodes in N2 ( a ~ d) and O 2 ( e~ h ) satu rated 10 mmo l/L HC lO4 so lutions and ( B ) the enlarg ed graph o f a ~ d curves E lectrod e: a, e. G C; b, g. GC /CoPc( O C8H17 ) 4; c, f. GC /C oPc; d, h. GC /CoPcB r4
图 2 电极在 10 mm o l/L H C lO4 + 10 mm o l/L H 2O2 混合 溶液中的循环伏安图
F ig. 2 Cyc lic voltamm ogram s o f e lectrodes in 10 mm o /L HC lO4 + 10 mmo l/L H2O 2 m ixture so lution a. GC; b. GC /C oPc( OC8H17 ) 4; c. G C / CoPc; d. GC /CoPcB r4
O
到
2
H
2O
的
2
还原以
后还可
以
促进
H 2 O2继续 还原到
H2O, 最终实现 O2的 4电子还原。
关键词 金属酞菁, 氧还原, 电催 化
中图分类号: O 614
文献标识码: A
文章编号: 1000 0518( 2009) 12 1471 05
金属酞菁 ( MP cs) 作为均相和异相化学反应的催化剂已被人们所熟知 [ 1] 。它对分子氧 [ 1] 、亚硝酸 盐 [ 2] 的电还原以及 H2 O 2 [ 3] 、硫醇 [ 4 ] 、碳水化合物 [ 5] 的电氧化等许多电化学反应均具有催化作用, 其中 O 2的电还原反应备受关注 [ 1, 6] 。由于 O2的 4电子还原对于燃料电池的应用具有重要的意义, 因此人们 一直致力于在较低的过电位下实现 O 2的 4电子还原研究 [ 7~ 13] 。这方面的研究主要集中在酞菁钴和酞 菁铁上, 并主要在碱性条件下进行。单体酞菁钴作为催化剂时, O2的 还原通常只能进行到 H 2O 2这一 步 [ 14, 15 ] , 而在酸性条件下催化 O2还原为 H 2 O 的报道则很少 [ 9, 10] 。本文研究了无取代和四取代的酞菁钴 配合物在酸性条件下对 O2还原反应的电催化活性, 比较了不同取代基对电催化活性的影响。
( a黑龙江大学化学化工与材料学院, 功能材料省高校重点实验室 哈尔滨 150080; b黑龙江东方学院食品与环境工程学部 哈尔滨; c福州大学化学化工学院, 功能材料研究所
黄金陵 c
福州 )
摘 要 在玻碳电极上 采用吸附法制备了四溴代 酞菁钴 ( CoP cBr4 )、酞菁钴 ( CoPc) 和四 ( 2, 2, 4三 甲基 3 戊氧基 ) 酞菁钴 ( CoPc( O C8H17 ) 4 )修饰电极。利用循环伏安法和线性扫描伏安法研究了 修饰电极 在酸性介质 中对分子氧的电催化还 原, 比较了不同取代基的酞菁钴 对电催化性 质的影 响。结 果表明, 它 们对分子 氧还原
第 26卷 第 12期 2009年 12月
应用化学 CH INESE JOURNAL OF A PPL IED CHEM ISTRY
V o .l 26 N o. 12 D ec. 2009
酞菁钴及其衍生物修饰电极对分子氧的电催化还原
李亚男 a, b 霍 丽华 a* 左 霞 a 高 山 a 赵 辉 a 江 舟 c 陈耐生 c
第 12期
李 亚男等: 酞菁钴及其衍生物修饰电极对分子氧的电催 化还原
14 73
而对于 GC /CoPcBr4电极, 其循环伏安曲线上在 - 0 1 V 附近有 1个与其它 2个酞菁钴相似的还原 峰, 该峰位比无取代酞菁钴略负、比烷氧基取代的酞菁钴明显正移, 说明溴代的酞菁钴在还原 O2到H 2O2 的过程中活性比无取代酞菁钴略低。但是, 除了这个还原峰外, GC /CoP cBr4电极在 - 0 7 V 还有 1个非 常明显的还原峰, 这说明 CoPcBr4在催化 O2还原为 H 2 O2之后, 还可以进一步促进 H 2 O2的还原, 最终实 现 O2气的 4电子还原, 这样的结果在其它一些金属酞菁电催化还原 O2的过程中也能观察到 [ 9, 12, 17, 18] 。 由上述催化结果可 以看出, 这 3种酞菁 钴对 O2气电还原的催 化活性顺序为: CoPcBr4 > CoP c> CoPc ( OC8H 17 ) 4。该顺序与 C rdenas Jir n等 [ 19] 研究的 CoPcs修饰的石墨电极在碱性条件下对 O 2还原的电 催化活性顺序相似 (十六氟酞菁钴 > 四磺酸基酞菁钴 > 酞菁钴 > 八甲氧基酞菁钴 > 四新戊氧基酞菁 钴 ) , 而与 Sehlotho等 [ 13] 研究的酞菁锰修饰的 GC 电极在酸性、碱性条件下电催化还原 O 2的催化顺序不 同。
14 72
应用化学
第 26卷
四 ( 2, 2, 4三甲基 3 戊氧基 ) 酞菁钴 ( CoP c( OC8H17 ) 4 ) 为实验室合成并纯化, 结构如 Schem e 1所示, 3种酞菁用无水乙醇配制成一定浓度的溶液备用。CH I660A 型电化学分析仪 /工作站 ( 上海辰华仪器公 司 )。 1. 2 修饰玻碳 ( GC )电极的制备
2 结果与讨论
2. 1 修饰电极对分子氧的电催化还原 图 1 为 GC 电 极 和 GC /CoP c ( OC8 H17 ) 4、G C /C oPc、GC /CoPcBr4 电 极 在 N 2 气 及 O2 气 饱 和 的
10 mm o l/L HC lO4溶液中的循环伏安图。如图 1曲线 a 所示, 裸 GC 电极在无氧 ( N2气饱和 ) 的条件下没 有氧化还原反应发生, 当向溶液中通入 O2气以后, 在 - 0 63 V 处出现 1个还原峰 (图 1曲线 e), 这说明 在 GC 电极上发生了 O2气的还原反应, 它对应于 O2到 H2 O 2的 2电子还原 [ 16] 。由图 1曲线 b ~ d 可知, 当 将 3种酞菁钴修饰到电极表面以后, 在无氧条件下, 电极上仍然没有氧化还原反应发生。但是在 O2气饱 和的 H C lO 4中, 3种电极上均出现了明显的还原峰 ( 图 1曲线 f ~ h ), 说明 O2气在修饰电极上发生了还原 反应。且与裸电极相比, 其还原电位发生了明显的变化: 在 GC /CoP c( OC8H17 ) 4和 G C /CoP c电极上, 主 要发生的是 O 2到 H 2O 2的 2电子还原反应。与裸电极上 O 2的还原峰电位 ( - 0 63 V ) 相比, 这 2种修饰 电极分别使 O 2的还原峰电位向正方向移动了 0 33和 0 48 V ( 图 1曲线 g、f ), 这表明 C oP c( OC8H17 ) 4 和 CoP c对 O2气的电还原具有非常明显的催化作用, 而且后者的催化活性明显高于前者。