不同碳载体对铱催化电催化活性的影响
由于氨的应用广泛而且毒性较大,因而对工作和居住环境中氨的监测具有重要意义。另外,氨的检测在一些疾病如肾虚、糖尿病的诊断上也可发挥重要的作用。因此,开发可以进行在线氨气监测、成本低廉、检测准确度高的氨传感器成为目前研究与开发的热点。Vooys等曾研究了纯Pt、Pd、Ir、Cu和Ag等催化剂在碱性溶液中对氨的电催化氧化行为,发现只有Pt和Ir催化剂对氨有稳定的电催化氧化作用。韩益苹等比较了Pt和Ir对氨的电催化氧化作用,发现CO不会对氨在Ir催化剂上的检测产生干扰,但在Pt催化剂上有明显干扰,表明Ir催化剂有望用于氨电化学检测传感器。有很多因素影响催化剂的性能,除了催化剂的组分和结构外,催化剂的载体也有较大的影响。一般均用炭材料作催化剂载体,理想的炭载体应具有高比表面积、多孔性、高导电性和低成本等特点。目前,用得最多的炭载体是XC,但是它易被氧化腐蚀。其它研究过的炭材料有炭纳米管、炭凝胶、炭纳米纤维、介孔炭、介孔炭微球和石墨纤维等。
南京师范大学化学与材料科学学院李林儒等人分别以大孔炭(MC)和Vulcan XC-72炭黑(XC)为载体,制备了Ir/MC和Ir/XC催化剂.在用X射线能量色散谱(EDS)、X射线衍射(XRD)谱、拉曼光谱对催化剂表征的基础上,用电化学技术研究了2种炭载Ir催化剂对氨氧化的电催化性能,发现氨在Ir/MC催化剂电极上,氧化峰峰电流密度比在Ir/XC催化剂电极上大38.7％左右,而且电催化稳定性明显好于Ir/XC催化剂.由于Ir/MC和Ir/XC催化剂的Ir粒子平均粒径和相对结晶度相似,因此,这只能归结于MC有大的孔径和孔率及高的石墨化程度引起的高电导率.所以MC是一种比XC更好的催化剂的炭载体.