国家自然科学基金(20673136) 作品数:7 被引量:18 H指数:3 相关作者: 杨辉 夏保佳 郑丹 张熙贵 杜翀 更多>> 相关机构: 中国科学院 南京医科大学 哈尔滨工程大学 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中国科学院“百人计划” 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 理学 电气工程 更多>>
微过氧化物酶-11在碳纳米管/壳聚糖修饰电极上的直接电化学及电催化(英文) 被引量:4 2009年 采用一步法于室温下有选择性地将小管径的单壁碳纳米管(SWCNTs)分散于生物相容性的聚合物——壳聚糖的水溶液中,并将其滴涂于玻碳电极表面,制备出微过氧化物酶-11(MP-11)修饰电极。循环伏安结果表明SWCNT促进了MP-11在电极表面的直接电子传递,在pH=7.2的磷酸缓冲溶液中,MP-11的式电位为-0.36V(vs.SCE),MP-11在电极表面的直接电子转移表观速率常数和覆盖度分别为78s-1和8.76×10-10mol.cm-2。进一步的研究结果显示,固定在SWCNT表面的MP-11能保持其对氧气和过氧化氢还原的生物电催化活性,适合用作生物燃料电池的阴极和过氧化氢传感器。氧气在该修饰电极上的还原经历一个四电子过程;该过氧化氢生物传感器对过氧化氢还原的检测具有响应灵敏度高(响应时间小于4s),检测线性范围为2.5×10-6~7.0×10-5μM,检测限为0.8μM,相应的米氏常数和检测灵敏度分别为1.0mMand22.4μA/mM。 姜慧君 Philippe Mercier Shiunchin C. Wang 杜翀 李晓伟 杨辉 Daniel L.Akins关键词:微过氧化物酶-11 单壁碳纳米管 壳聚糖 直接电化学 电催化 基于阴极新结构的高性能自呼吸式MEMS微型氢/空气燃料电池 被引量:3 2007年 利用微机电系统(MEMS)技术,设计并制作了一种新型的氢/空气微型质子交换膜燃料电池(μPEMFC)双层、镂空式阴极流场板结构。采用新的阴极结构,不仅减小了电池的体积和质量,还促进了气体在阴极的分布,导致电池的峰值比功率密度、体积比功率密度及质量比功率密度分别提高了35.8%、53.3%和76.5%;而且采用新阴极结构的电池在0.2 A/cm2恒流放电时,稳定电压高于原电池在0.14 A/cm2放电时的稳定电压值,为高性能氢/空气自呼吸式μPEMFC的研制做出了有益的探索。 郑丹 张熙贵 张鲲 杨辉 李昕欣 夏保佳关键词:微型质子交换膜燃料电池 MEMS技术 基于自组装的碳纳米管-金纳米复合物固定超氧化物歧化酶及其直接电化学 被引量:1 2008年 姜慧君 杨辉 Daniel L. Akins关键词:超氧化物歧化酶 碳纳米管 纳米金 直接电化学 Pt纳米粒子修饰的多孔硅电极的制备及其电催化性能 被引量:7 2007年 通过循环伏安法电沉积使直径约为7nm的Pt纳米粒子均匀地分散于多孔硅表面,拟用作微型质子交换膜燃料电池的催化电极.与刷涂法相比较,电沉积Pt纳米粒子的多孔硅电极(Pt/Si)呈现出高的Pt利用率和增强的电催化活性.当Pt载量为0.38mg·cm-2时,其电化学活性比表面积高达148cm2·mg-1,是刷涂相近质量的纳米Pt/C催化剂的多孔硅电极Pt-C/Si的2倍多;该修饰电极对甲醇氧化也呈现了增强的催化性能和好的稳定性,在0.5V(vsSCE)极化1h后电流密度为4.52mA·cm-2,而刷涂了相近Pt量的Pt-C/Si电极的电流密度只有0.36mA·cm-2. 田娟 郑丹 张熙贵 张宝宏 夏保佳 杨辉关键词:多孔硅 PT纳米粒子 循环伏安法 微型质子交换膜燃料电池 碳载Pd-Co-Au合金纳米粒子的制备及其电催化性能 被引量:2 2008年 采用乙二醇还原法并进一步热处理制备碳载Pd-Co-Au(Pd-Co-Au/C)三元合金纳米电催化剂,通过旋转圆盘和环盘电极等技术评价催化剂对氧气还原反应的电催化活性,并分析氧气还原的机理。结果表明:合成Pd-Co-Au/C催化剂中Pd和Au两相面心立方(fcc)结构共存,且随着热处理温度的提高,对应于Au的衍射峰强度减弱,而Pd衍射峰强度增强;当温度高于800℃时,形成具有Pd单相fcc结构的三元合金纳米催化剂。氧气还原反应的动力学表明:氧气在Pd-Co-Au/C三元合金催化剂上按4e路径还原为水。电化学表征表明,在酸性介质中,经800℃热处理的Pd7Co2Au1/C催化剂对氧气还原的电催化活性最高,接近于商业化Pt/C的性能;而在含甲醇的酸性介质中,Pd-Co-Au/C催化剂电催化氧气还原的活性显著高于Pt/C。因此,Pd-Co-Au/C是一种高抗甲醇的新型氧气还原反应电催化剂。 王文明 李晓伟 邹志清 袁婷 杜翀 夏保佳 杨辉关键词:氧还原反应 电催化 空气“自呼吸”式直接甲醇燃料电池阴极微孔扩散层的优化 被引量:1 2009年 通过调控2种碳材料科琴黑[Ketjen Black EC-600JD(KB)]和黑珍珠[Black Pearls 2000(BP)]的比例,优化了室温下空气"自呼吸"式直接甲醇燃料电池膜电极集合体阴极微孔扩散层的孔结构,提高了氧气在阴极的传质,避免了液态水在阴极的累积。实验结果表明,阴极微孔扩散层中BP的添加对电池性能有较大的影响。当阴极微孔扩散层中的KB和BP碳材料以质量比9∶1混合时,25℃、空气"自呼吸"条件下,直接甲醇燃料电池的最大功率密度达20.8×10-3W/cm2,电池具有好的稳定性。高的功率密度和好的稳定性可归属于少量BP的添加改善了阴极微孔扩散层的孔结构。 徐明媛 丁旵明 袁婷 曹剑瑜 邹志青 夏保佳 杨辉关键词:直接甲醇燃料电池 Pd基纳米电催化剂的制备及电催化 2009年 综述了近几年来新型抗甲醇的氧气还原用Pd基纳米电催化剂的研究进展,介绍了Pd基纳米电催化剂的制备方法,概述了Pd基纳米电催化剂电催化氧气还原反应的活性、抗甲醇性能以及路径,并探讨了Pd基纳米电催化剂增强氧还原反应活性的机理。 王文明 乔勇进 邹志青 杨辉关键词:电催化