Введение
Часть 1. Многокомпонентные катодные катализаторы на основе Pt, Pd и их сплавов с "базовыми" металлами, синтезированными на углеродных носителях 30
Глава 1. Биметаллические катализаторы PtM/C где М=Со, Fe, Ni, Cr 33
1.1. Синтез и методы исследования биметаллических катализаторов 33
1.2. Структурные характеристики биметаллических систем 38
1.3. Влияние состава и структуры биметаллических систем на их активность в реакции восстановления кислорода 45
1.4. Результаты исследования биметаллических систем методом ВДЭК. 51
Глава 2. Триметаллические катализаторы PtCoCr/C 55
2.1. Структурные характеристики триметаллических систем 56
2.1.1. Величина и состав поверхности триметаллических катализаторов с различным содержанием платины 57
2.2. Электрокаталитическая активность PtCoCr/C катализаторов в реакции восстановления кислорода 70
2.2.1. Влияние заполнения поверхности каталитических систем хемосорбированным кислородом на активность в реакции восстановления 02 75
Глава 3. Катодные катализаторы на основе палладия 88
3.1. Синтез катализаторов и их структурные характеристики 90
3.1.1. Синтез и структурные характеристики PdCo/C каталитической системы 90
3.2. PdPt/C катализатор 96
3.3. Триметаллические катализаторы PdCoPt
3.3.1. Синтез триметаллического катализатора и методы исследования 100
3.3.2. Фазовый состав и структура каталитической системы 20Pd2.9Co5Pt 102
3.3.3. Электрохимические исследования PdCoPt/C 105
3.3.4. Результаты исследований методом ВДЭК катализаторов,
синтезированных на основе коммерческого катализатора 20Pd/C (Е ТЕК) ПО
Глава 4. Коррозионное тестирование многокомпонентных катодных катализаторов 116
4.1. Методика коррозионного тестирования 117
4.2. Механизм деградации платиновых катализаторов 118
4.3. Коррозионное тестирование биметаллических систем на основе платины 120
4.4. PtCoCr/C катализаторы 131
4.4.1 Коррозионное тестирование PtCoCr/C катализатора методом химической обработки 131
4.4.2. Коррозионное тестирование PtCoCr/C катализатора методом циклирования потенциала 134
4.5. Коррозионная стабильность катализаторов, включающих палладий 138
4.5.1. Коммерческий монопалладиевый катализатор 20Pd/C 138
4.5.2. Коррозионное поведение катодных систем на основе палладия, стабилизированных микроколичествами платины 140
4.5.3. Коррозионная стабильность PdPt/C и 5PdCoPt/C катализаторов с содержанием Pt до 5% 141
Глава 5. Топливные элементы с использованием многокомпонентных катализаторов, синтезированных на углеродном носителе 150
5.1. Испытание МЭБ с PtCoCr/C катализатором 150
5.2. Испытания в составе МЭБ катализаторов на основе палладия 153
Глава 6. Закономерности катодного восстановления кислорода на каталитических системах-сплавах металлов, нанесенных на дисперсные углеродные материалы 158
Часть 2. Ферменты - электрокатализаторы катодного восстановления 02 и Н202 162
Глава 1. Пути ускорения электрохимических реакций ферментами 164
1.1. Системы с медиаторным переносом электрона 166
1.2. Условия реализации прямого биоэлектрокатализа 168
Глава 2. Общие вопросы иммобилизации ферментов, использованных для создания ферментных катодов на основе лакказы и пероксидазы. Выбор носителя и метода иммобилизации 170
2.1. Факторы, влияющие на величину адсорбции ферментов.на различных носителях 170
Глава 3. Биоэлектрокаталитическое восстановление молекулярного кислорода лакказой 178
3.1. Влияние метода иммобилизации и природы носителя на активность лакказы в реакции восстановления кислорода 179
3.1.1. Методы иммобилизации и исследований 180
3.2. Структура активного слоя с иммобилизованной лакказой и редос превращения активного центра 183
3.2.1. Структура активного слоя с иммобилизованной лакказой 183
3.1.1. Редокс-превращения иммобилизованной лакказы 186
3.3. Влияние различных факторов на активность лакказы в иммобилизованном на электроде состоянии 187
3.3.1. Влияние рН раствора, давления кислорода и ингибиторов лакказы: механизм реакции электровосстановления кислорода 192
3.3.2. Путь реакции восстановления молекулярного кислорода иммобилизованной лакказой 202
3.3.3. Биоэлектрокаталитическая и ферментативная активность лакказы в водно-этанольных растворах 207
Глава 4. Биоэлектрокаталитические реакции пероксидазы: оксидазная и пероксидазная функции 215
4.1. Структура и свойства ПОД 215
4.2. Методы иммобилизации ПОД и структура адсорбированного слоя 219
4.3. Окислительно-восстановительные превращения пероксидазы 225
4.4. Биоэлектрокатализ иммобилизованной пероксидазой 229
4.4.1. Электровосстановление молекулярного кислорода пероксидазой, иммобилизованной на саже 230
4.4.2 Биоэлектрокаталитическое восстановление пероксисоединений иммобилизованной пероксидазой 233
4.4.3. Механизм биоэлектрокаталитического восстановления пероксисоединений на электроде с иммобилизованной ПОД 242
Глава 5. Применение биокатализаторов на основе лакказы и пероксидазы для создания электрохимических биосенсоров и катодов биотопливных элементов 249
5.1. Электрохимические биосенсоры для анализа объектов окружающей среды 249
5.1.1. Электрохимические биосенсоры на основе лакказы и пероксидазы 250
5.1.1.1. Определение концентрации фенола и его производных с использованием лакказы 250
5.1.1.2. Определение концентрации пероксидных соединений с использованием пероксидазы 256
5.2. Биотопливные элементы с использованием лакказы и пероксидазы257
5.2.1. Водородо-кислородный БТЭ 257
5.2.2. Спиртово-кислородный БТЭ 258
Заключение 262
Общие выводы 265
Список литературы
