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不同催化剂在有机电解液中对氨氧化的电催化性能的研究

作　者: 陈冲
导　师: 陆天虹
学　校: 南京师范大学
专　业: 物理化学
关键词: 电流型电化学气体传感器 氨气 碳酸丙烯酯 乙二醇二甲醚 碳载Pt催化剂 碳载Pt-Ru催化剂 碳载Ir催化剂 碳载Pt-Ir催化剂
分类号: TP212.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


氨气在工业生产中有着广泛的应用,但氨气是一种有毒的气体,即使是微量的浓度也会对人体造成危害。因此,在工作和居住环境中对氨气的监测具有重要意义,所以,开发在线监测氨气、成本低廉、灵敏度高和选择性好的电流型氨气传感器有很重要的意义。本论文研究了在有机溶剂中对氨氧化有高电催化性能的催化剂,研制组装了使用有机电解液的电流型氨气传感器并进行了性能测试,得到的主要结果如下：’1.碳载Pt(Pt/C)催化剂在碳酸丙烯酯(PC)和乙二醇二甲醚(DME)有机溶剂中对氨氧化电化学性能的比较发现在PC和低粘度的DME混合电解液中,Pt/C催化剂电极对NH3氧化的有很好的电催化性能、好的灵敏度、好的选择性、快速的响应时间和能耐高温低湿的条件。2.不同比例的碳载Pt-Ru(Pt-Ru/C)催化剂在PC/DME有机溶剂中对氨氧化电催化性能用四氢呋喃(THF)络合还原法制备了Pt和Ru的原子比分别为1：1、2：1、3：1和4：1的,含总的Pt-Ru质量百分数为20%的,Pt和Ru形成了合金的Pt-Ru/C催化剂。发现在PC/DME有机溶剂中,随着Ru含量的增加,Pt-Ru/C催化剂对NH3氧化的电催化活性和稳定性也增加。因此,当Pt和Ru的原子比为1：1的Pt-Ru/C催化剂对NH3氧化的电催化活性和稳定性最好。而且CO、NO和NO2基本上对NH3的检测无干扰,但SO2和H2S对NH3的检测有明显的干扰。3.碳载Ir(Ir/C)和碳载Pt-Ir(Pt-Ir/C)催化剂在PC/DME有机溶剂中对氨氧化电催化性能发现Ir催化剂对NH3氧化的电催化活性较高,但稳定性不太好。而Pt-Ir/C催化剂对氨氧化的电催化稳定性能要明显好于Ir/C催化剂。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
第1章 绪论  8-19
  1.1 前言  8
  1.2 NH_3传感器概况  8-10
    1.2.1 以贵金属氧化物为材料的NH_3传感器  9
    1.2.2 以半导体金属氧化物为材料的NH_3传感器  9
    1.2.3 以导电聚合物为材料的NH_3传感器  9-10
    1.2.4 电化学型NH_3传感器  10
    1.2.5 NH_3的其它检测方法  10
  1.3 电流型电化学NH_3传感器研究现状  10-13
    1.3.1 NH_3电化学氧化机理的研究  10-11
    1.3.2 电流型电化学NH_3传感器催化剂的研究  11-12
    1.3.3 电流型电化学NH_3传感器的电解液  12-13
  1.4 电流型电化学气体传感器研究概况  13-18
    1.4.1 电流型电化学气体传感器发展概况  13
    1.4.2 电流型电化学气体传感器优缺点  13
    1.4.3 电流型电化学气体传感器的性能指标  13-14
    1.4.4 电流型电化学气体传感器电解液的研究  14-18
  1.5 本论文的工作思路及主要研究内容  18-19
第2章 Pt催化剂在有机溶剂中对氨氧化的电催化性能  19-26
  2.1 序言  19
  2.2 实验  19-20
    2.2.1 试剂与仪器  19-20
    2.2.2 催化剂的制备  20
    2.2.3 电化学性能测试  20
  2.3 结果和讨论  20-25
    2.3.1 Pt/C催化剂组成和结构分析  20-21
    2.3.2 电化学测试  21-25
  2.4 结论  25-26
第3章 Pt-Ru/C催化剂在有机溶剂中对NH_3氧化的电催化性能  26-34
  3.1 序言  26-27
  3.2 实验  27-28
    3.2.1 试剂与仪器  27
    3.2.2 催化剂的制备  27-28
    3.2.3 电化学性能测试  28
    3.2.4 传感器的构造  28
  3.3 结果和讨论  28-33
    3.3.1 不同比例Pt-Ru/C催化剂的组成和结构分析  28-30
    3.3.2 电化学测试  30-33
  3.4 结论  33-34
第4章 Ir和Pt-Ir催化剂在有机溶剂中对氨氧化的电催化能  34-41
  4.1 序言  34
  4.2 实验  34-35
    4.2.1 试剂与仪器  34
    4.2.2 催化剂的制备  34-35
    4.2.3 电化学性能测试  35
  4.3 结果和讨论  35-40
    4.3.1 催化剂的组成和结构分析  35-36
    4.3.2 电化学测试  36-40
  4.4 结论  40-41
参考文献  41-51
在读期间发表的学术论文及研究成果  51-52
致谢  52

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化元件、部件 > 发送器（变换器）、传感器 > 化学传感器
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