配位的完整翻译.docx

配位的完整翻译.docx

《配位的完整翻译.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《配位的完整翻译.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

配位的完整翻译

翻译心得和文献的创新点

最先是和同学在图书馆的电子阅览室找文献，看了很多文章，有长的有短的，还有一些不完全符合老师要求的。

有些文献下载不下来，我就通过另存为的方式以PDF的格式保存了下来。

最后选了一篇符合老师要求且内容是我喜欢的催化剂来进行翻译。

刚开始翻译的时候觉得好难，好花时间。

最先是通过有道词典初步翻译了一下大概地了解了一下关键字和文献内容。

但是发现很多词意都很离谱，语句根本不通顺。

所以开始采取逐字逐句翻译的方式，又并用了谷歌词典下载了灵格斯字典一起翻译。

这才开始了解文献真正的内容，有些关键词在文章中出现很多次的就花更多的时间查清楚，以确保翻译的准确性和方便以后要用到。

翻译第一页的时候速度挺慢的，也有些气馁，但是我决定要翻译就要把它认真翻译好。

于是继续翻译，但慢慢地感觉速度快了。

也不需要大篇翻译后自己来调节顺序了，只要查一下不认识的字，然后自己对照打印出来的文章可以用自己的话来翻译了，而且语序更通顺。

理解了文献的中心意思，顺着意思来感觉好极了。

不知为什么对研究生也充满了期待，因为我觉得研究生有能力阅读更多国内外优秀的文献，可以学习到好多新的内容。

通过这次翻译，我感觉我们的知识来源更广了，对知识的渴望也更强烈了。

当把整篇文章都翻译完的时候，心里还是蛮激动蛮有成就感的。

我一直很想以后研究催化剂，经过这次翻译，我想我能了解更多关于催化剂的知识了。

所以还是很谢谢老师又教给了我一种自学的方法。

我觉得文献的创新点在于在我们知道铂元素的催化氧化还原反应活性比较好的情况下，第一：

能用价格相对便宜且含量相对丰富的一些相似的元素来代替铂元素，然后用控制变量的方法找到最佳元素。

第二，采用二元组分，这样可以同时发挥两种元素的催化性能，以增强催化活性，且通过调节二元组成的质量比来达到最高催化性能，所以最大化地实现了催化活性。

第三，同时采用几种实验方法来确保理论研究与实验研究的准确性。

组合筛选高活性钯二元催化剂电化学氧还原

作者：

KiRakLee,YousungJung,*,‡andSeongIhlWoo*,†,‡

在大田305-701，韩国科学技术院的化学和生物分子工程系（BK21研究生课程）并且主要致力于超微化学过程系统（杯）的研究。

从EEWS学校化学研究生院毕业。

大田305-701，韩国科学技术院，是研究关于碘化钾毫微中心的。

文摘:

电催化剂省略铂对降低成本的电池燃料成本有利。

无铂合金的发展,为此将需要大量的实验。

双金属钯电催化剂基用的八种不同的金属

从对氧化还原反应的计算评估而来，并且使用组合的方法在酸性介质测试和制得。

通过简单的理论模型计算，铂-钴合金表现出与铂最近的氧化吸附能量,暗示还原着最高的氧化还原反应活性。

这种预测实验证实,暗示单参数的氧气吸附能量对未无Pt氧化催化剂的开发会是一个有用的指南。

关键词:

热力学指南、组合研究、氧还原反应、燃料电池、无-铂催化剂。

1。

介绍

需要用便宜,丰富,且具有高活性的电-催化氧化还原材料代替Pt聚合物电解质膜燃料电池（PEMFCs）一直是一个具有挑战性的研究领域,在这研究领域里,许多改进催化剂有文献报主要是在铂基础上的材料,所以仍然很昂贵。

一些双星金属Pt−M催化剂已被证实比纯Pt催化剂在酸介质中反应有更大的氧化还原反应活性。

提出了两种机理来解释双金属表面的催化活性会增强。

一种是直接二重功能机理，即两种金属发挥独立作用但在整个催化循环中有协同作用。

例如,一个金属可用于简单的吸附氧气和另一个人金属是用来为其化学转化成水。

另一个是间接机制,主要通过改变合金中第二个金属的电子结构来提高催化活性。

然而,具体的金属合金催化剂提高氧化还原活性的实验机理尚不清楚。

虽然先进的纳米铂催化剂被开发了,然而铂催化剂在燃料电池中进行商业化应用仍然是不经济的,因此,寻找更便宜的替代材料是很重要的。

在这里,我们估算了的钯合金材料,每份成本和氧化还原催化效率都大约为Pt金属单独使用时的三分之一。

最近的新闻报道了各种改进了的钯催化剂的结构,如钯−钴、钯−镍、钯−铁,和钯−钼的结构。

改变金属-铂的壳体核心结构也被认为是一个来提高催化活性的办法。

是因为增加了电化学表面积和改变了电子结构。

为了了解钯催化剂催化氧化还原反应的影响因素做了一系列的研究性试验。

例如，张某等人。

通过对钯钴合金热处理方法和论证改变了钯的晶格参数和使用程度并改善了氧化还原反应的活性。

而阿季奇等人。

改变了铁钯的晶格参数原子的百分比。

综上所述，一些选定的钯合金据被报道有更好的氧化还原活性。

但这个改善的机械原因并不清楚。

有人曾建议用不同的晶格参数，修改钯的电子结构，通过改变轨道重叠，反过来又减小D-波段的中心转速。

组合的方法十年前已经运用到电化学领域了，并且从那时起，各种快速、高效的新的燃料电池催化剂的研究方法在不断发展。

大多数试验室合成通过喷镀，电沉积，或物理气相沉积的方法来合成。

为评估试验室的催化剂的性能，高通量的工具，如光筛选，电化学扫描显微镜，多极半电池，和多电极燃料电池的方法已经被引用。

在先前的研究中，我们还开发了直接用于甲醇燃料电池（DMFC）的还原阳极电极材料的制备合成方法。

通过多极半电池方法的实验分析并显示了很好的稳定性。

我们用同样的方法可以发现在燃料电池的应用中钯基催化剂比铂基催化剂有更高的氧化还原催化活性。

从理论的角度,勒思科和同事提出在氧还原活性趋势取决于不同的金属的氧吸附能量。

而巴德和同事提出了一个简单的热力学上的模型来解释合金催化剂活性的增强。

通过采用在钯上加过渡金属如钴和镍，他们预测可以改进O2到后者的金属上的解离吸附（方程1），并容易发生电化学还原吸附氧气从包含的金到属钯的迁移（方程2）。

然而，后者的提出的热力学主体金属氧化物理论，与表面金属合金不同。

巴布纳独立改进了热力学氧还原催化剂的设计指方针。

双金属组合的金属的一个好处是有利于形成M-OOHads键，另一个优点是有利于还原M−Oads键，与单一的纯金属催化剂比起来可以提高氧化还原活性。

勒思科和苏氏等人分别发表了铂-钯合金相结合的理论和实验研究。

然而,，用他们的平板模型计算方法去计算许多不同系统太费时。

我们致力于计算出氧原子吸附

能作为钯合金有活性的一个指标，这先前并没有被研究。

为此，我们测试简单的三聚簇模型去接近金属合金表面并用一个简单可靠的方式去计算氧的吸附能。

2。

实验步骤

2.1。

理论方法。

二元组合的Pd和八个原子（铷、金、钌、钼、铁、钴、镍、V）在这研究中也会被考虑到。

纯Pt簇也在比较的范围内。

尽管平板模型有时候更现实,因为简单的簇类模型有边缘效应,但簇类模型有简单的优点,因此,在必要的时候，有可能运用更准确的量子化学方法。

我们研究合金表面，在这里我们所用的最简单的模型系统是三聚体模型。

三聚体模型被用于研究较大的集群的形成和了解金属，如电子态的行为，自旋轨道的耦合，复杂的D-轨道成键。

当然，将需要更复杂的完全的定量能量模型，

，但在这项研究中使用的三聚体其主要目的是获得相对正确的定性趋势。

正如我们将要显示的结果部分，这简单的三聚体模型再现实验的趋势比较好。

我们考虑两种二元体系，Pd2−M和Pd−M2，来作为高含量钯合金和低含量钯合金模型。

如图1所示的合金。

量子化学密度功能（B3LYP），是根据Lanl2DZ效应核电势（ECP）算得，这是金属元素的基础和AUG-CC-pVDZ氧气。

Pd−Pd−M和Pd-M-M三聚体的热力学氧气吸附能（AE）的数量计算，主要是通过方程3算得。

金属表面的氧化还原反应决速步还不清楚。

图1。

三聚体模型的描述。

然而，在先前的研究中，第一个电子转移到吸附的氧气上主要与氧化还原反应的电位有关。

此外，氧的表面吸附和解吸

附是影响氧化还原反应的重要因素之一。

因此，氧的吸附能计算可用于理论研究探讨中。

电化学量子结构可用于所有的计算中。

2.2。

相结合的方法。

PD-M的二元组分

由先前的研究中所描述的方法合成。

图2。

处理过的PD-M的组成。

二元组分的组成如图2所示。

把所有喷洒碳墨喷洒在聚四氟乙烯（PTFE）处理的复写纸上。

然后，金属前驱体溶液沉积的碳点。

在室温下干燥后，减少用NaBH4处理的方法解决减少含量。

可用去离子（DI）水冲洗。

金属的质量分数调整到31％。

所有的组合金属的比重在重量基础上都表现出来了。

多元组成的特点是多极半电极的方法。

作为处理过的工作电极。

铂丝和Ag/AgCl电极（BASCo.,Ltd.,MF2052RE-5B）分别被用作计数器和参考电极。

用于分离电解质成分和测定各成分的氧化还原活性，聚四氟乙烯网，有直径为5毫米深度为10毫米的88个洞。

在每一个计数的洞里进行参考电极氧还原活性测量。

测量一组成后，把两个电极移动到下一组成。

在电压从1.0到0.6伏之间测量3次（对可逆氢电位扫描电极（RHE））在扫描速率为5mVs−1。

目前，在氧化还原反应中二元组成的密度在0.7V左右。

用含氧量为1M的高氯酸作为电解液。

本文中所有的潜力转化可逆氢电位扫描电极的模式。

用X-射线衍射光谱仪（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析了表面成分质量比为（Pb/M=8:

2）的钯的吸附量.

3。

结果与讨论

3.1。

由三聚体模型在二元催化剂条件下算出钯的氧化吸附能。

所有的理论成果

表1中列出。

我们首先考虑纯金属的氧的吸附能量，使用三聚簇模型，AU3，PT3，PD3，CU3，NI3，和V3。

在图3中，实验

图3。

以吸附能方程式1对标准的电势方程式2作图。

反应式2作为计算得到的吸附能绘图得到的标准的势能函数。

该图显示了标准方程2和势能计算式1之间的线性关系，斜率为30。

这意味着，从三聚体模型计算和实验吉布斯自由能反应式1显示相同的吸附能趋势。

三聚体模型得到的吸附能的结果是合理的。

但是，与勒思科等人有不同的结果（Au,2.75eV;Pt,1.57eV;Pd,1.53eV;Cu,1.2eV;Ni,0.34eV）。

斜率竟然是29和31。

他们使用了不同的吸附的氧气反应，即

其中*代表一个表面吸附。

原子氧的主要来源来自实验装置在阴极中的气态氧气，而不是作为方程式1定义对氧的吸附能，在比例为30和32。

这是令人鼓舞的，PT3氧气吸附能和PD3计算这里显示类似以前平板计算的相对能量，这表明一个简单的三聚群可以作为一个合理的金属合金表面的定性模型。

因此，计算得Pb-M合金吸附能列于表1。

我们认为两种二元

系统，PD2-M和Pb-M2分别作为钯丰富的模型，贫钯合金模型。

在PD2-M的情况下

三聚体系统，吸附能的大小有如下顺序：

PD2-Co二元体系（AE=-1.49eV）在这项探索研究中显示的结合能是最接近铂三聚体（AE=-1.44EV）的。

上式5，二元体系的热力学右侧有利于的M-O键的形成，而那些在左边的铂有相反的表现，这意味着它们有利于表面上的氧脱附。

显然，氧化还原反应活性涉及到一个合适的氧吸附能量。

我们展示了氧的吸附之间的火山关系，勒思科等人发现能量和氧化还原反应活性的关系。

因此，从理论上说，钯钴二元组成似乎是最有前途的催化剂。

目前的研究。

巴德组最近还报道了热力学准则设计的电测试式1和吉布斯自由能标准的氧化还原反应的关系。

在Pb-M2的三聚体的情况下，二元组成的氧的吸附能系统，与铂相比具有较大

的偏差。

PD-M2吸附能的大小有如下顺序：

考虑纯铂的氧吸附能和其氧化还原反应活性的热力学关系，钯丰富（PD2-M）的系统比钯少（PD-M2）的系统好，因为钯丰富的系统与纯铂有更接近的氧吸附能，因此预计钯丰富的系统有更高的反应活性。

这一点，将在以下部分钯质量与活性的关系中进行讨论。

3.2。

对一个含Pd的二元组成进行研究，以验证理论成果的可靠性，

8个PD处理好并进行测试。

所有钯的平均值为（−2.55mAcm−2），通过比较。

颜色渐变表明了氧化还原反应的活性。

白色表示高活性和黑色代表低活性。

该组合的氧化还原反应活性和确定的钯质量分数之间的关系在表2中列出的。

钯-钴组成为（9:

1）时，催化

的氧化还原反应的活性最高。

为（−3.32mAcm−2）比纯钯的活性还高。

钯-钴二元组分已被建议作为催化剂。

李氏等人建议合适的原子钯-钴组成比为6:

4系统作为催化剂。

与Pd−Co组合系统相比，钯-钴（8:

2）（原子的组成比为2:

1）显示了最高的确定的氧化还原反应活性）。

在低钯含量的二元组分中，所有的催化剂显示低的氧化还原反应活性。

这意味着，在氧化还原反应中，钯起到了直接和重要的作用。

这些结果与理论研究相符合。

然而，钯-铷二元体系比含钯少的其他二元组分显示较高的活性。

因为铷元素的氧化还原活性的高。

铷由于其良好的氧化还原反应活性。

已被作为取代PT的氧化还原反应催化剂进行广泛的研究。

在以往的研究中，Pd6Co4催化剂表现出超过Pd6Ni4催化剂的活性的50％。

比较Pb-M（8:

2）

在二元组合中，氧化还原反应活性成分比钯-钴（含量为8:

2）（−2.86mAcm−2）的活性高出89％。

钯-镍（组成为8:

2）时为（−1.51mAcm−2）。

这些组合的结果很好地解释了以前的研究。

用X-射线衍射光谱仪（XRD）测得的结果显示在图4a。

用Debye-Scherrer公式算得Pd8Au2，Pd8Ir2，Pd8Co2，Pd8Fe2，Pd8Ru2，Pd8Mo2，Pd8Ni2，Pd8V2的平均粒径分别为，17.2，14.1，12.5，13.2，15.4，14.7，15.2和16.8纳米。

检测无明显差异。

图4b为X射线光电子能谱（XPS）分析结果显示了Pd的3d为Pd-M（8:

2）的核心层。

PD-M的二元组成中钯3d

核心的所有峰与纯金属钯的3d峰（335.2eV）的比较，将转移到一个更高的结合能。

钯3d合金的化学位移可能会影响双金属PdO的三维核心层的相互作用，因为在337.1eV，这是远从Pd3d峰。

在表面组成，所有的二元组成钯丰富显示表面特性。

Pd−Co,PdFe,PdNi和PdV中Pb/M原子比为2:

1，这是我们的理论研究有针对性的原子比。

然而，钯-金，钯-铱组合比与其他二元成分相比。

表面示了较高的钯含量。

由于钯-金二元组成是在重量的基础上建立起来的，也有较小的原子接近重金属，如金，铱，与其他金属有相同的成分。

此外，金，铱离子表现出了高于钯离子的还原电位，并且比较容易还原成金属。

而钯离子没有这种情况。

通过X-射线衍射光谱仪（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）所得到的结果总结如表3所示。

图4。

（a）X射线衍射光谱,Pb-M组成（重量比8:

2）.

（b）X射线光电子能谱（Pb3d）Pb-M组成（重量比8:

2）.

为了确定吸附能和氧化还原反应活性的关系，所有Pb-M组成（重量比8:

2）的活性都绘制在图五上了。

图中的蓝色水平线代表钯的氧化还原活性。

这系统显示了一个火山样的曲线图。

并且Pb-Co（8:

2）在理论上与pt有最接近的吸附能且氧化还原反应活性最高。

Pb-Co合金与Pt合金的低活性相比大有不同。

这结果与先前的理论研究显示的氧化还原反应活性与单金属表面吸附能之间的关系很符合。

钯合金的理论通过三聚体模型得以简化，并且二聚体的实验特征通过组合的方法迅速开展。

最优的钯合金催化剂以经济的方法得到迅速发展。

4。

结论

我们用一个简单的三聚簇模型计算钯的各种二元组成的吸附能。

的Pd-Co合金被证明是，无论在理论上和实验，在其中八个考虑的金属里，都是最有潜力的氧化还原催化剂。

实验显示活性最高时，钯-钴合金质量比是9:

1，这时的氧化还原活性比铂的高出30％。

此外，在文献中吸附能和氧化还原反应活性的曲线关系也引起了注意。

使用三聚体模型和二元组成的方法使理论和实验方法相结合，研究新的金属合金催化剂对氧还原的影响既简单又节省了时间。

这种做法表明，发现与铂金属有最接近的吸附能的金属合金是未来设计新的非-铂催化剂的关键。

■作者信息

通讯作者

*电子邮件：

siwoo@kaist.ac.kr（SIW的）;ysjn@kaist.ac.kr（Ⅳ）。

电话：

。

+82-42-350-3918。

传真：

+82-42-350-8890。

■致谢

这项工作得到了韩国科学与工程基金会（KOSEF）的补助金（WCU的方案31-2008-000-10055-0）由教育和科学部技术（MEST）和由韩国政府赠款资助的（MEST）（号2009-0092783）。

韩国国家研究基金会（NRF）资助。

■REFERENCES

（1）Salgado,J.R.C.;Antolini,E.;Gonzalez,E.R.Carbonsupported

Pt−Coalloysasmethanol-resistantoxygen-reductionelectrocatalysts

fordirectmethanolfuelcells.Appl.Catal.B:

Environ.2005,57,283−

290.

（2）Jeon,M.K.;Liu,J.H.;Lee,K.R.;Lee,J.W.;McGinn,P.J.;Woo,

S.I.Combinatorialsearchforquaternarymethanoltolerantoxygen

electro-reductioncatalyst.FuelCell.2010,10,93−98.

（3）Yang,H.;Alonso-Vante,N.;L’eger,J.M.;Lamy,C.Tailoring,

structure,andactivityofcarbon-supportednanosizedPt−Cralloy

electrocatalystsforoxygenreductioninpureandmethanol-containing

electrolytes.J.Phys.Chem.B2004,108,1938−1947.

（4）Murthi,V.S.;Urian,R.C.;Mrekerjee,S.Oxygenreduction

kineticsinlowandmediumtemperatureacidenvironment:

correlation

ofwateractivationandsurfacepropertiesinsupportedPtandPtalloy

electrocatalysts.J.Phys.Chem.B2004,108,11011−11023.

（5）Savadogo,O.;Lee,K.;Oishi,K.;Mitsushima,S.;Kamiya,N.;

Ota,K.I.Newpalladiumalloyscatalystfortheoxygenreduction

reactioninanacidmedium.Electrochem.Commun.2004,6,105−109.

（6）Kim,C.;Kwon,H.H.;Song,I.K.;Sung,Y.E.;Chung,W.S.;

Lee,H.I.PreparationofPtRunanoparticlesonvariouscarbon

supportsusingsurfactantsandtheircatalyticactivitiesformethanol

electrooxidation.J.PowerSources2004,171,404−411.

（7）Yu,G.;Chen,W.;Zhao,J.;Nie,Q.Synthesisofhighlydispersed

Pt/Celectrocatalystsinethyleneglycolusingacetatestabilizerfor

methanolelectrooxidation.J.Appl.Electrochem.2006,36,1021−1025.

（8）Choi,W.C.;Woo,S.I.;Jeon,M.K.;Sohn,J.M.;Kim,M.R.;

Jeon,H.J.Platinumnanoclustersstuddedinthemicroporous

nanowallsoforderedmesoporouscarbon.Adv.Mater.2005,17,

446−451.

（9）Choi,W.C.;Woo,S.I.BimetallicPt−Runanowirenetworkfor

anodematerialinadirect-methanolfuelcell.J.PowerSources.2003,

124,420−425.