Диссертация (1150214), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Порезультатам исследований выявлено, что наиболее удачной и активной подложкойявляется именно пористый никель, а не сплав Ni-Cu. В дополнение к вышесказанномунеобходимо отметить, что каталитическая активность палладиевых слоев на пористойникелевой подложке сохраняется при периодической работе с ними и хранении навоздухе, по крайней мере, в течение восьми месяцев. При этом электрохимическаяочистка палладиевого катализатора в растворе 1 М КОН за счет циклированияпотенциала от потенциалов выделения водорода до потенциалов выделения кислородавозвращает каталитическую активность электрода, даже после ее полной потери в ходеисследований в растворах спиртов.
Это говорит о том, что в ходе эксплуатациипалладиевых каталитических слоев на пористой никелевой подложке не наблюдается129агломерации частиц палладия и их осыпания, как в случае палладиевых катализаторов,нанесенных на углеродные подложки (см. раздел 3.1.3). Именно это последнееобстоятельство, наряду с механической прочностью никелевых подложек определяютнесомненные преимущества их использования для осаждения палладия по сравнению суглеродными подложками.На каталитическую активность, как уже отмечалось выше, оказывают влияниематериал подложки и состав электролитов, используемых для электроосажденияпалладия. Установленный факт влияния подложек и раствора для осаждения Pd остаетсяне до конца ясным.
Природа влияния этих факторов на каталитическую активностьпалладия требует дальнейших исследований.130Заключение1.В работе установлено, что электрохимический способ нанесения контролируемыхколичеств металлического палладия из растворов комплексов палладия(II) наэлектропроводящиеподложкиявляетсяудобнымдляполученияегокаталитических слоев.2.Проведено определение размера и истинной площади поверхности осадковпалладия на основании метода кривых заряжения. Правомерность проведениятаких оценок размера частиц палладия подтверждена данными сканирующейэлектронной микроскопии (СЭМ).3.Палладиевые каталитические слои, полученные на разных углеродных подложках,показали каталитическую активность в реакции восстановления кислорода вкислой и щелочной средах, сравнимую с активностью коммерческого платиновогокатализатора Е-ТЕК.4.На основании проведенных исследований был сделан вывод о том, чтооптимальнойподложкойдляполученияактивногокаталитическогослоя,содержащего палладий, в реакциях восстановления кислорода и окисления спиртовявляетсяпористыйникель(Ni).Такаяподложкаспособнаповыситькаталитическую активность палладия, в отличие от Ni-Cu и углеродных подложек.К тому же Ni подложка обладает хорошей механической прочностью, в отличие отуглеродных подложек Vulcan и CNT, на которых наблюдается агломерации частицпалладия в ходе эксплуатации.5.Благодаря использованию данных по кривым заряжения установлена истиннаякаталитическая активность палладиевых катализаторов на различных подложках вреакциях окисления спиртов.
Для палладиевых слоев на пористых никелевыхподложках,полученныхэлектровосстановлениемаммиачныхкомплексовпалладия(II), истинная каталитическая активность в реакциях окисления спиртоввыше по сравнению с таковой для случая палладиевых катализаторов, полученныхиз смешанных хлоридно-глицинатных комплексов палладия(II), и превышаетактивность чистого палладиевого электрода.1316.Из найденных результатов следует, что каталитические слои, полученныеэлектрохимическим осаждением палладия на пористую никелевую подложку израстворов, содержащих аммиачные комплексы палладия(II) – Pd(NH3)42+ , могутпредставлять наибольший интерес при создании катализаторов для окисленияэтанола в щелочной среде.132Список литературы1.БагоцкийВ.С.,ОсетроваН.В.,СкундинА.М.Топливныеэлементы.Современное состояние и основные научно-технические проблемы // Электрохимия.2003. Т. 39 (9).
С. 1027-1045.2.Ralph T.R., Hards G.A., Keating J.E., Campbell S.A., Wilkinson D.P., Davis H. et al.Lowcost electrodes for proton exchange membrane fuel cells //J. Electrochem Sci. 1997.V. 144. P. 3845-3857.3.Lee H.I., Lee C.H., Oh T.Y., Choi S.G., Park I.W., Baek K.K. Development of 1 kWclass polymer electrolyte membrane fuel cell power generation system //J. Power Sources.2002. V. 107. P. 110-119.4.Susai T., Kawakami A., Hamada A., Miyake Y., Azegami Y. Development of a 1 kWpolymer electrolyte fuel cell power source // J.
Power Sources. 2001. V. 92. P. 131-138.5.Wu G., Chen Y.-Sh., Xu B.-Q. Remarkable support effect of SWNTs in Pt catalyst formethanol electrooxidation // Electrochem. Comm. 2005. V. 7.P. 1237-1243.6.Frackowiak E., Lota G., Cacciaguerra T., Beguin F. Carbon nanotubes with Pt–Rucatalyst for methanol fuel cell // Electrochem. Comm.
2006. V. 8. P. 129-1327.Tsai M.-C., Yeh T.-K., Tsai C.-H. An improved electrodeposition technique forpreparing platinum and platinum–ruthenium nanoparticles on carbon nanotubes directlygrownoncarbonclothformethanoloxidation//Electrochem.Comm.2006.V. 8. P. 1445-14528.Wang H.J., Yu H., Peng F., Lv P. Methanol electrocatalytic oxidation on highlydispersedPt/sulfonated-carbonnanotubescatalysts//Electrochem.Comm.2006.V. 8. P. 499-504.9.Guo D.-J., Li H.-L.
Electrocatalytic oxidation of methanol on Pt modified single-walled carbon nanotubes // J. Power Sources. 2006. V. 160. P. 44-4910.Chen C.-C., Chen C.-F., Chen C.-M., Chuang F.-T. Modification of multi-walledcarbon nanotubes by microwave digestion method as electrocatalyst supports for directmethanolfuelV. 9.
P. 159-163.cellapplications//Electrochem.Comm.2007.13311.Prabhuram J., Zhao T.S., Liang Z.X., Chen R. A simple method for the synthesis ofPtRu nanoparticles on the multi-walled carbon nanotube for the anode of a DMFC //Electrochim. Acta. 2007.
V. 52. P. 2649-2656.12.Тусеева Е.К., Майорова Н.А., Сосенкин В.Е., Никольская Н.Ф., Вольфкович Ю.М., Крестинин А.В., Зверева Г.И., Гринберг В.А., Хазова О.А. Углеродные нанотрубкикак носитель для Pt и Pt-Ru-катализаторов в реакциях, протекающих в топливныхэлементах // Электрохимия. 2008.Т. 44 (8). С.
955-964.13.Alexeyeva N., Laaksonen T., Kontturi K. et al. Oxygen reduction on goldnanoparticle/multi-walled carbon nanotubes modified glassy carbon electrodes in acidsolution // Electrochem. Comm. 2006. V. 8. P. 1475-1480.14.Wang X., Li W., Chen Z. et al. Durability investigation of carbon nanotube as catalystsupport for proton exchange membrane fuel cell // J. Power Sources.
2006. V. 158. P. 154-159.15.Shao Y., Yin G., Wang J. et al. Multi-walled carbon nanotubes based Pt electrodesprepared with in situ ion exchange method for oxygen reduction //J. Power Sources. 2006.V. 161. P. 47-53.16.Григорьев С.А., Лютикова Е.А., Притуленко Е.Г., Самсонов Д.П., Фатеев В.Н.Разработка и исследования наноструктрурных анодных электрокатализаторов наоснове палладия для водородных топливных элементов с твердым полимернымэлектролитом // Электрохимия.
2006.T. 42 (11). С. 1393-1396.17.Wang H.J., Yu H., Peng F., Lv P. Methanol electrocatalytic oxidation on highlydispersedPt/sulfonated-carbonnanotubescatalysts//Electrochem.Comm.2006.V. 8. P. 499-504.18.Kim S., Park S.-J. Effect of acid/base treatment to carbon blacks on preparation ofcarbon-supported platinum nanoclusters // Electrochim.
Acta. 2007. V. 52. P. 3013-3021.19.Marozzi C.A., Chialvo A.C. Development of electrode morphologies of interest inelectrocatalysis. Part 1: Electrodeposited porous nickel electrodes // Electrochim. Acta. 2000.V. 45. P. 2111-2120.20.Changwei Xu, Yonghong Hu, Jianhua Rong, San Ping Jiang, Yingliang Liu Ni hollowspheres as catalysts for methanol and ethanol electrooxidation // Electrochem. Comm. 2007.V.
9. P. 2009-2012.13421.Chang J-K., Hsu S-H., Sun I-W., and Tsai W-T. Formation of nanoporous nickel byselective anodic etching of the nobler copper component from electrodeposited nickel-copperalloys // J. Phys. Chem. 2008. V. 112. P. 1371-1376.22.Jun-Sheng Zheng, Xin-Sheng Zhang, Ping Li, Jun Zhu, Xing-Gui Zhou, Wei-KangYuan Effect of carbon nanofiber microstructure on oxygen reduction activity of supportedpalladium electrocatalyst // Electrochem. Comm. 2007. V.
9. P. 895-900.23.Dianxue Cao, Limoi Sun, Guiling Wang, Yanzhuo Lv, Milin Zhang Kinetics ofhydrogen peroxide electroreduction on Pd nanoparticles in acidic medium // Journal ofElectroanalytical Chemistry. 2008. V. 621. P. 31-37.24.Mukerjee S., Srinivasan S. Enhanced electrocatalysis of oxygen reduction onplatinum alloys in proton exchange membrane fuel cells // J.
Electroanal. Chem. 1993. V. 357.P. 201.25.Mukerjee S., Srinivasan S., Soriaga M.P., Mcbreen J. Role of Structural andElectronic Properties of Pt and Pt Alloys on Electrocatalysis of Oxygen Reduction //J. Electrochem. Soc. 1995. V. 142 P. 1409-1422.26.Toda T., Igarashi H., Uchida H., Watanabe M. Enhancement of the Electroreduction ofOxygen on Pt alloys with Fe, Ni, Co // J. Electrochem.
Soc. 1999. V. 146(10). 4185 P. 37503756.27.Paulus U.A., Wokaun A., Scherer G.G., Schmidt T.J., Stamenkovic V., Radmilovic V.,Markovic N.M., Ross P.N. Oxygen Reduction on Carbon-Supported Pt-Ni and Pt-Co AlloyCatalysts // J. Phys. Chem. 2002. V. 106. P. 4181-4191.28.Yanhui Xu, Xiangqin, Lin. Facile fabrication and electrocatalytic activity ofPt0.9Pd0.1 alloy film catalysts // J. Power Sources. 2007. V. 170. P.
13-19.29.Ramos-Sa´nchez G., Yee-Madeira H., Solorza-Feria O. PdNi electrocatalyst foroxygen reduction in acid media // International Journal of Hydrogen Energy. 2008.V. 33. P. 3596-3600.30.Lei Zhang, Kunchan Lee, Jiujun Zhang Effect of synthetic reducing agents onmorphology and ORR activity of carbon-supported nano-Pd–Co alloy electrocatalysts //Electrochim. Acta. 2007. V. 52. P. 7964-7971.31.Tarasevich M.R., Zhutaeva G.V., Bogdanoskaya V.A., Radina M.V., Ehrenburg M.R.,Chalykh A.E. Oxygen kinetics and mechanism at electrocatalysts on the base of palladium–iron system // Electrochim. Acta.
2007. V. 52. P. 5108-5118.13532.Lifeng Cheng, Zhonghua Zhang, Wenxin Niu, Guobao Xu, Liande Zhu Carbon-supported Pd nanocatalyst modified by non-metal phosphorus for the oxygen reductionreaction // J. Power Sources. 2008. V. 182. P. 91-94.33.Fouda-Onana F., Bah S., Savadogo O. Palladium–copper alloys as catalysts for theoxygen reduction reaction in an acidic media I: Correlation between the ORR kineticparameters and intrinsic physical properties of the alloys // Journal of ElectroanalyticalChemistry.
2009. V. 636. P. 1-9.34.Divisek J., Fuhrmann J., Gärtner K., Jung R. Performance modeling of a DirectMethanol Fuel Cell // Electrochem. Soc. 2003. V. 150. P. A811-A825.35.Cataldi T. R. I., Desimoni E., Ricciardi G., Lelj F. Study of the nickel-basedchemically modified electrode obtained by electrochemical deposition of an NiII-tetramethyldibenzo-tetraaza [14] annulene complex.
Redox catalysis of carbohydrates in alkalinesolutions. II // Electroanalysis. 1995. V. 7. Is. 5 P. 435-441.36.Fleischmann M., Korinec K., Pletcher D. The Oxidation of Organic Compounds at aNickel Anode in Alkaline Solution // J. Electroanal. Chem. 1971. V. 31. P. 39.37.Juanying Liu, Jianyu Cao, Qinghong Huang, Xiaowei Li , Zhiqing Zou, Hui YangMethanol oxidation on carbon-supported Pt–Ru–Ni ternary nanoparticle electrocatalysts //J.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
