直接乙醇燃料电池阳极催化剂Pt-Rh-SnO_2/C的制备与表征

用交替微波法制备了SnO2/C复合材料,以该材料为载体制备了不同Pt∶Rh比例的Pt-Rh-SnO2/C催化剂,应用透射电镜(TEM)及X射线衍射(XRD)方法对所制备催化剂的微观结构进行了表征,通过循环伏安法和计时电流法测试了催化剂对乙醇的催化氧化性能.结果表明,微波辅助多元醇法利用SnO2/C作为催化剂载体可以制备具有良好分散度的Pt-Rh-SnO2/C催化剂,不同比例的Pt-Rh-SnO2/C催化剂金属粒子的平均粒径都小于4nm,且粒径分布较窄;该系列催化剂中Pt具有面心立方结构,随着Pt含量不断增加,粒径逐渐增加.当Pt∶Rh比例为3∶1时,对乙醇的催化氧化具有最好的稳定性和活性.     

Pt/C催化剂基底的制备及乙醇电催化氧化研究

采用超声波分散与化学还原法结合,以氯铂酸为前驱体,石墨为载体制备了Pt/C(含Pt质量分数为5%)催化剂基底,通过XRD和循环伏安法进行了表征,并以乙醇电化学氧化为探针反应,对所得Pt/C基底的催化性能进行评价,研究了不同焙烧、还原温度及分散介质中醇/水比等因素对Pt/C基底催化活性的影响.结果表明,采用乙二醇与水体积比为2∶1作为分散介质,于空气中400℃焙烧后得到的Pt/C基底具有铂多晶的特征伏安曲线,对乙醇的电化学氧化具有较好的催化活性,说明所制备的Pt/C基底与铂多晶表面相似,完全可以替代纯金属铂,从而可进一步制备成本较低、活性组分少、催化活性高的铂基双金属表面修饰电极催化剂(另文报道).     

PtSnO_2/C催化剂的制备、表征及其对乙醇电化学氧化的催化活性

对直接乙醇燃料电池(DEFC)阳极电催化剂的研究主要集中在Pt基催化剂上,而提高Pt基催化剂对乙醇的电化学氧化活性是目前DEFC研究的最重要的任务。本文采用乙二醇还原法制备Pt Sn O2/C二元催化剂。ICP-AES表征结果表明,Pt:Sn比是3∶1;X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱分析(XPS)结果表明催化剂中Pt和Sn O2晶体的存在;采用透射电镜(TEM)、循环伏安扫描(CV)和电化学线性扫描(LSV)等对催化剂的形态和电化学性能进行了表征,并计算其电化学活性表面积(ECSA)。实验结果表明,低合金度的Pt Sn O2/C催化剂具有与Pt/C电催化剂相近的Pt晶格常数,这有利于乙醇分子在Pt表面的吸附解离,Sn O2物种通过解离水提供(OH)物种促进Pt表面中间物种的氧化,从而提高催化剂的抗中毒能力和乙醇电化学氧化活性。     

PtSn/C电极对乙醇的电催化性能研究

利用脉冲电位法在碳纸表面沉积Pt微粒制备了Pt/C催化电极,并在此基础上,采用不同的电化学方法沉积Sn微粒,制备了PtSn/C催化电极。用循环伏安法(CV)测定电催化剂催化氧化乙醇的活性,SEM分析催化电极的表面状态,并用XRD分析催化电极的结晶状况。结果表明：载入Sn后,形成PtSn合金;催化乙醇的活性提高3倍左右;并研究了Sn的电沉积方法和Sn载量的大小对PtSn/C电极催化乙醇的电活性的影响,在一定的铂载量下,采用循环伏安法沉积Sn所制得的PtSn/C(CV)催化电极较恒电位法制得的PtSn/C(CP)电极对乙醇具有更高的催化活性;Pt和Sn的物质的量的比为1∶1（其中载Pt量为202μg/cm²）的PtSn/C(CV)催化电极催化乙醇的活性最高。     

Pt/CeO2-CNTs和Pt/CNTs在H2SO4和NaOH中乙醇电氧化活性及循环稳定性研究

为考察pH和CeO2对Pt催化剂乙醇电氧化活性的影响,用循环伏安法比较了Pt/CNTs及Pt/CeO2-CNTs在NaOH和H2SO4介质中的电化学行为,表明催化剂在NaOH介质中活性高于在H2SO4中活性,Pt/CeO2-CNTs活性高于Pt/CNTs活性.因Pt催化剂上乙醇电氧化反应的tafel斜率接近,故活性不同可归于影响交换电流密度的OHad浓度的差别.NaOH中Pt表面OHad吸附起始电位和乙醇电氧化起始电位分别低于H2SO4中起始电位,表明OHad决定着Pt催化剂的乙醇电氧化活性.加速耐久性实验表明,CeO2可改善Pt/CNTs的循环稳定性,Pt/CeO2-CNTs和Pt/CNTs在H2SO4中稳定性优于在NaOH中稳定性.     

Pt/CeO2-CNTs和Pt/CNTs在H2SO4和NaOH中乙醇电氧化活性及循环稳定性研究

为考察pH和CeO2对Pt催化剂乙醇电氧化活性的影响,用循环伏安法比较了Pt/CNTs及Pt/CeO2-CNTs在NaOH和H2SO4介质中的电化学行为,表明催化剂在NaOH介质中活性高于在H2SO4中活性,Pt/CeO2-CNTs活性高于Pt/CNTs活性.因Pt催化剂上乙醇电氧化反应的tafel斜率接近,故活性不同可归于影响交换电流密度的OHad浓度的差别.NaOH中Pt表面OHad吸附起始电位和乙醇电氧化起始电位分别低于H2SO4中起始电位,表明OHad决定着Pt催化剂的乙醇电氧化活性.加速耐久性实验表明,CeO2可改善Pt/CNTs的循环稳定性,Pt/CeO2-CNTs和Pt/CNTs在H2SO4中稳定性优于在NaOH中稳定性.     

在碱性溶液中NiO增强Pt/C和Pd/C催化剂上乙二醇的电化学氧化

研究了乙二醇在1.0 mol/L KOH溶液中在Pt/C, Pt-NiO(质量比4∶1)/C, Pd/C和Pd-NiO(质量比4∶1)/C电极上电化学氧化活性.结果显示单纯Pd/C催化剂对乙二醇电化学氧化表现出非常低的活性,远远比不上Pt/C催化剂,但抗催化剂毒化能力好于Pt/C.经过氧化物增强后,Pt/C和Pd/C对乙二醇电化学氧化活性和抗毒化能力都得到大幅度提高,Pd-NiO(质量比4∶1)/C对乙二醇电化学氧化活性超过Pt/C.     

含氧复合型Pt/C催化剂的制备、表征及其对甲醇电氧化催化性能的研究

利用亚锡酸对氯铂酸的弱的多步骤还原制备新型Pt/C催化剂. 用XRD、HRTEM、EDS、DSC以及氢吸附电化学对所制备的催化剂进行了表征,并用循环伏安和恒电位极化对其进行了甲醇电氧化催化活性测定. 实验结果表明,应用亚锡酸法合成的Pt/C催化剂具有很高的甲醇电氧化催化活性,在0.5V (SCE)电位下,其质量活性约为亚硫酸路线合成的Pt/C催化剂的2倍. 亚锡酸法可在纳米尺度范围内生成金属Pt和Pt氧化物共存的复合型碳载催化剂,这种含氧复合型催化剂可以促进Pt在甲醇电氧化过程中双功能作用的有效协调.     

电沉积法制备PtRuNi、PtRuMo催化剂及甲醇电氧化性能研究

采用恒电位法在玻碳电极上沉积PtRu、PtRuN i和PtRuMo催化剂,研究了催化剂在硫酸溶液中对甲醇的电氧化性能;采用EDS-SEM观察催化剂的形态和测试催化剂的整体组成.研究结果表明,三种催化剂的组成(原子比)分别为Pt/Ru/Mo=3/1/1,Pt/Ru/N i=5/1/0.13,Pt/Ru=3/1,沉积的粒子为球形,粒径在100~600 nm.三种催化剂对甲醇的电氧化活性依次为PtRuMo>PtRuN i>PtRu.     

KOH溶液中CeO_2-Pd/C对乙醇的电催化研究

用液相还原法制得Ce O2-Pd/C催化剂样品,研究Ce元素对Pd/C催化氧化乙醇能力的影响.通过XRD,循环伏安和计时电流法对实验样品进行了结构表征和催化氧化乙醇行为测试.结果表明,在碱性条件下,Ce O2有助于提升Pd/C对乙醇的催化氧化能力.当n(Pd)∶n(Ce O2)=2∶1(摩尔比)时,催化效率达到峰值.但当Pd和Ce O2的摩尔比达到1∶2后,继续增加Ce O2的量,其氧化电量基本保持平稳.样品中,Pd和Ce O2的摩尔比达到1∶2之前,Ce O2可以作为Pd的助催化剂;当Pd和Ce O2的摩尔比达到1∶2之后,Ce O2不再作为助催化剂,而可能是成为了催化剂的载体.1     

运动发酵单胞杆菌蛋白质双向电泳技术的建立

运动发酵单胞杆菌(Zymomonas mobilis)具有高乙醇耐受力和高乙醇转化率,产醇率也较高,是一种很好的生物能源.运用双向电泳技术对运动发酵单胞杆菌蛋白质组进行了一系列单因子实验,经过验证获得了重复性好、分辨率高的双向电泳图谱,为该菌的比较蛋白质组学的研究,发现并克隆产乙醇率高的基因奠定了基础.     

硫酸钡比浊法分散体系的稳定性研究

为了提高硫酸钡比浊法测定硫含量方法的重复性和准确性,讨论了测定波长、聚乙烯醇及乙醇用量、酸度对硫酸钡分散体系稳定性的影响.实验确定分散体系中50 mg/g的聚乙烯醇和无水乙醇最佳用量分别为2.0 mL和3.0 mL,pH控制在1.0.方法的RSD为0.48 %(n=6).将硫酸钡比浊法用于膨胀石墨中硫含量的测定,得到了令人满意的结果.     

柴油机燃用乙醇复合柴油试验研究

在柴油机上分别使用多孔喷油嘴和伞喷油嘴进行燃用乙醇复合柴油的试验研究。结果表明：在柴油机上燃用乙醇复合柴油后，能够达到原机的功率，并且柴油机的NOx和碳烟排放有明显的改善，热效率有一定的提高，排气温度和最高燃烧压力基本不变。伞喷油嘴的效果好于多孔喷油嘴。     

玉米生粉酒精发酵的研究

利用无蒸煮工艺，探讨玉米生粉酒精发酵的最佳工艺条件：原料加水比为１∶２．５，α－淀粉酶用量为１０μ／ｇ原料，糖化酶用量为４００μ／ｇ原料，青霉素用量为１６００μ／Ｌ。在３０℃，ｐＨ４．２条件下，２１４１菌株发酵１２０ｈ后，酒精度达９．６％，残还原糖０．２２％，淀粉利用率８２．５４％     

二次游离氧化钙测定条件

研究了测定熟料中二次游离氧化钙的条件。结果表明 :只要增大分析试样的细度 ,保证足够长的萃取时间 ,用甘油 乙醇法和乙二醇 乙醇法都能测定出熟料中的二次f CaO ,乙二醇 乙醇比甘油 乙醇萃取速度快。     

水蒸汽及盐酸处理对ZSM-5分子筛性能的影响

对商用ZSM-5分子筛进行水蒸汽处理和水蒸汽-盐酸相结合处理,研究了不同温度下水蒸气处理的ZSM-5分子筛的结构、酸性及催化乙醇脱水制乙烯反应性能。比较了水蒸气改性和水蒸气-盐酸溶液相结合改性两种方法对ZSM-5分子筛结构、酸性及催化稳定性的影响。结果表明,水蒸汽处理使ZSM-5分子筛发生骨架脱铝,酸中心数量减少,酸强度减弱,但介孔增多,从而使乙烯选择性及催化稳定性提高;水蒸汽处理后再进行盐酸酸洗,二次孔或中孔减少,催化稳定性得到提高,但远低于水蒸气改性催化剂。     

球形氧化镍粉末对乙醇的电催化性能的研究

通过水热-热分解法制备球形介孔氧化镍粉末,并采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和比表面积仪对氧化镍粉末的形貌和结构进行表征;通过循环伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱的测试,系统研究该种粉末在碱性介质中对乙醇的电催化氧化活性.结果表明：所得到的氧化镍粉末为球形,比表面积为35 m2·g-1,平均孔径为15.88 nm;该粉末对乙醇具有良好的催化活性,氧化电流随乙醇浓度和扫描速率的增大而增大,在0.60 V电位下保持1000 s,球形多孔氧化镍对乙醇氧化催化的电流衰减率为0.075%,稳定性比较好.循环伏安法、计时电流法和电化学阻抗谱测试表明,球形介孔NiO/玻碳电极( NiO/GCE)对乙醇的催化氧化反应机理为扩散控制.     

乙醇和邻苯二酚气相合成邻羟基苯乙醚的研究

采用不均匀沉淀法制备了二元组分Al1P1.30，三元组分Al1P1.30Si0.17，四元组分Al1P1.30Ti0.30Si0.17三个催化剂，并研究了邻苯二酚与乙醇在该催化剂上的气相O－乙基化反应。结果表明，在Al1P1.30Ti0.30Si0.17催化剂上，邻苯二酚转化率和目的产物收率分别约为94％和84％，并在反应100h内保持活性不衰减，展示了良好的应用前景。     

乙醇对酿酒酵母酸化力的影响

酿酒酵母A364A菌悬液中加入0.1mol/L葡萄糖后立即出现酸化现象。乙醇抑制酵母酸化力作用受菌龄、温度及pH的影响。菌株A364A在含乙醇培养基中生长后对乙醇的耐受力变小,但在YNB培养基中能恢复。而放线菌酮抑制这种恢复作用说明乙醇耐受力的恢复与蛋白质合成有关。     

水解淀粉对运动发酵单胞菌酒精发酵的影响

工业水解淀粉用于运动发酵单胞菌的酒精发酵，其结果与１５％和２０％葡萄糖的发酵结果相近似，酒精终浓度可达９％，发酵周期为７０ｈ，发酵过程中，以２４～４８ｈ期间内产酒精速度最快，显示出水解淀粉用以替代葡萄糖进行运动发酵单胞菌酒精发酵的可能性