Pt/CNTs催化剂的微波法制备及其对甲醇电氧化的催化性能

为快速制备高分散Pt催化剂,首先对氯铂酸乙二醇溶液微波加热制备了Pt颗粒,然后将Pt颗粒吸附在碳纳米管(CNTs)表面,得到了Pt/CNTs系列催化剂.用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)考察了NaOH对催化剂颗粒大小和分散的影响,结果表明,NaOH有助于降低Pt颗粒尺寸和增加Pt颗粒分散稳定性,从而得到CNTs表面均匀分布的Pt催化剂.并对催化剂进行循环伏安扫描,结果表明,Pt/CNTs对甲醇电氧化活性较好.     

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).     

活性炭负载Ptm^Au催化剂的制备与甲醇电催化氧化反应活性

采用溶胶负载法制备了Ptm^Au/C催化剂（m代表Pt/Au原子比）,通过X射线衍射、紫外-可见吸收光谱及透射电镜对催化剂进行了表征.利用循环伏安法测定了催化剂对甲醇电催化氧化反应的活性.考查了Pt/Au原子比和活性炭载体的预处理方式对甲醇电催化氧化反应活性的影响.结果表明,Pt0.05^Au/C对甲醇氧化的催化性能明显强于Pt/C催化剂;Pt/Au原子比越小,其催化活性相对越高;与未处理的活性炭相比,经过HNO3和HCl处理的活性炭负载Pt0.05^Au后,其电催化活性有所降低.     

新型金属一体化催化剂在甲烷催化燃烧中的性能

以Clad芯材铝板(Al/Alloy/Al)为原材料,利用铝的阳极氧化技术制备出新型金属一体化阳极氧化-γAl2O3载体。并利用这种载体采用浸渍法制备了Pt/Al2O3/Alloy、Pd/Al2O3/Alloy及Pd-Pt/Al2O3/Alloy催化剂,考察了各催化剂在甲烷燃烧中的性能。结果表明:低温下(<500℃)Pt/Al2O3/Alloy催化剂活性较差,而在高温下(>700℃)Pd/Al2O3/Alloy催化剂容易失活。向Pd/Al2O3/Alloy催化剂中加入一定量的Pt后(Pd-Pt/Al2O3/Alloy),明显提高了PdO的分解温度,从而提高了催化剂的活性及稳定性。     

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.     

化学镀法制备Pt/Au-PAN催化电极及其催化氧化甲醇性能研究

利用静电纺丝和化学镀技术相结合的方法,制备出镀金聚丙烯腈杂化纤维膜Au-PAN,然后以此为载体,再利用化学镀法在该膜的表面镀上一层铂纳米粒子,从而构建出催化电极Pt/Au-PAN.为了比较,在相同条件下将商用Pt/C滴涂到Au-PAN基底上构建催化电极Pt/C/Au-PAN.采用SEM、TEM和XRD对催化电极结构表征,并研究其催化氧化甲醇的性能.结果表明:用化学镀法制备的Pt/Au-PAN电极对甲醇的电化学氧化活性和稳定性都明显优于商用铂碳催化剂.     

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.     

铂修饰聚苯胺-聚硫堇复合电极对甲醇的电催化氧化

苯胺(An)与硫堇(Tn)电化学聚合于石墨电极上,并采用电化学方法沉积Pt颗粒,制备得到Pt/PAni-PTn/石墨电极.通过扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行表征,利用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)考察了Pt/PAni-PTn/石墨电极对甲醇的电催化性能.实验结果表明,Pt颗粒均匀地分散在PAni-PTn复合膜上,PAni-PTn载体更有利Pt纳米颗粒的分散和粒径的减小,Pt/PAni-PTn/石墨电极对甲醇的电催化活性和稳定性明显优于Pt/石墨电极.     

Pt/GAC催化剂的制备及催化氧化冷凝废水研究

以H2PtCl6·6H2O为前驱体,颗粒活性炭为载体,采用乙二醇还原法制备Pt/GAC催化剂,并用于催化氧化冷凝废水.实验结果表明,当催化剂活性组分Pt负载量为1.5%、焙烧温度为350 ℃、NaOH与Pt的物质的量的比为6∶ 1条件下制备的催化剂具有较高的催化活性,在反应温度40 ℃和常压条件下,催化剂投加量为13.33 g/L和反应时间为2 h,冷凝废水中85%以上的乙醇被氧化,而且催化剂重复使用6次后,冷凝废水中80%以上的乙醇可被氧化,其催化活性仍然达到80%以上.该种条件下制备的催化剂粒径约为5～15 nm,活性组分Pt以Pt0的形式在载体表面均匀分布.     

焙烧温度对Pt/Al_2O_3催化剂催化纤维素转化性能的影响

以溶剂挥发诱导自组装方法合成的有序介孔氧化铝(MA)为载体负载铂,制备了Pt/MA催化剂。考察了载体和催化剂焙烧温度对Pt/MA催化剂催化纤维素转化性能的影响。采用X射线衍射、N2物理吸附、透射电镜和NH3程序升温脱附等手段对载体和催化剂进行了表征,随着载体焙烧温度的升高,氧化铝的有序度、晶相、比表面积、酸量、铂粒径大小均有明显变化。催化结果表明,载体焙烧温度和催化剂焙烧温度对催化剂的催化性能有显著影响。以800℃焙烧的氧化铝为载体负载铂,再经400℃焙烧制得的催化剂活性最高,六元醇的选择性达到了78.5%。     

铜基铈铁钇复合氧化物的制备及催化性能研究

采用反向滴定共沉淀法制备铈铁钇复合氧化物(Ce1-xFexYzO2-λ)载体,然后用等体积浸渍法负载活性组分Cu,研制铜基铈铁钇复合氧化物(Cuy/Ce1-xFexYzO2-λ)催化剂.实验结果表明:Ce:Fe:Y摩尔比为0.9:0.1:0.05、Cu负载量为3%时,制得的Cu3%/Ce0.9Fe0.1Y0.05O2-λ催化剂对CO、NO和C3H6的转化反应具有良好的催化活性,在该催化剂上CO、NO和C3H6的起燃温度(T50)分别为100℃、234℃和258℃,完全转化温度(T90)分别为183℃、318℃和350℃;由于Fe和Y能与Ce氧化物形成稳定的立方晶固溶体,载体表面不出现Fe、Y或Cu物种晶相聚集的现象,Ce与Fe和Y之间的良好协同效应有利于提高催化活性和热稳定性,因此Cu3%/Ce0.9Fe0.1Y0.05O2-λ催化剂性能良好.     

有机溶胶法制备Pt/C催化剂的影响因素研究

有机溶胶法制备高分散的Pt/C催化剂是目前制备活性组分高度分散的燃料电池催化剂的一种新方法,本文考察了在有机溶胶法制备催化剂的过程中,碳载体的预处理以及制备条件对催化剂性能的影响,实验结果表明：在适当的温度下对碳载体进行热处理可以显著改善活性组分的分散和提高催化剂的性能;在惰性气氛中还原制得的催化剂的性能明显优于在空气气氛中还原制得的催化剂,较低温度有利于获得活性组分颗粒度较小的催化剂,起始PH值大于10时制得的催化剂的活性明显高于PH小于10时制得的催化剂。采用优化条件制备的Pt/C催化剂对甲醇氧化的电化学性能和抗中毒性能显著优于E-TEK Pt/C催化剂。     

不同温度下CeO2预煅烧对甲醇氧化反应中Pt/CeO2–C电催化剂性能的影响

Pt/CeO₂–C catalysts with CeO₂ pre-calcined at 300–600°C were synthesized by combining hydrothermal calcination and wet impregnation. The effects of the pre-calcined CeO₂ on the performance of Pt/CeO₂–C catalysts in methanol oxidation were investigated. The Pt/CeO₂–C catalysts with pre-calcined CeO₂ at 300–600°C showed an average particle size of 2.6–2.9 nm and exhibited better methanol electro-oxidation catalytic activity than the commercial Pt/C catalyst. In specific, the Pt/CeO₂–C catalysts with pre-calcined CeO₂ at 400°C displayed the highest electrochemical surface area value of 68.14 m2·g?1 and I_f/I_b ratio (the ratio of the forward scanning peak current density (I_f) and the backward scanning peak current density (I_b)) of 1.26, which are considerably larger than those (53.23 m2·g?1 and 0.79, respectively) of the commercial Pt/C catalyst, implying greatly enhanced CO tolerance.     

几种商业催化剂电氧化二甲醚的催化性能研究

通过循环伏安法研究了三种商业催化剂--40%Pt/C, 20%Pt-10%Ru/C(Johnson Matthey)和 20%PtRu/C, Pt:Ru =1:1(E-TEK)在酸性介质中对二甲醚电氧化的催化性能,比较了不同商业催化剂的催化活性.实验发现,在Pt担载量为0.1 mg/cm2和25 ℃时,JM-两种催化剂的催化活性都高于E-TEK的,且JM-PtRu/C二元催化剂对二甲醚电氧化的活性又比JM-Pt/C高.这一结果表明了Ru的加入能一定程度上提高催化剂的活性和抗中毒能力.当温度由25 ℃升高到70 ℃,JM-PtRu/C对二甲醚电氧化的起始氧化和氧化峰电位分别负移160 mV和200 mV、氧化峰电流密度提高了0.63倍;而JM-Pt/C的分别仅负移80 mV和96 mV、氧化峰电流密度却提高了2.77倍.这表明了Ru 的加入提高了催化剂的抗中毒能力、催化活性和以二甲醚为燃料的电池输出电压.同时升高温度使得Pt对CO的吸附能力下降,可提高其电池的输出电流.进一步实验还表明了二甲醚的吸附是一个弱吸附,其吸附步骤是氧化的限制过程,而且Ru的加入一定程度上也抑制了二甲醚的吸附,即Pt和Ru的比应有一个优化值.实验还发现了这三种催化剂在50 ℃下电催化氧化二甲醚后,电极的电化学表面积均有增大的现象.本文的研究结果将为进一步探索新的直接二甲醚燃料电池阳极催化剂提供了一定的指导意义和基础数据.     

Raney Ni催化4-氯酚加氢脱氯研究

研究了在Raney Ni催化剂催化下4-氯酚(4-CP)的液相加氢脱氯,重点考察了溶剂、碱、温度和催化剂用量对Raney Ni催化活性的影响以及催化剂的重复利用.研究结果表明:水的加入解决了NaCl在催化剂表面聚集以致催化剂失活的问题;强碱以及三乙胺的加入则使催化剂活性保持在较高水平;在30℃下催化剂催化4-CP加氢脱氯的活性比较好;随着催化剂用量的增加,4-CP的加氢脱氯反应速率明显加快;催化剂使用3次后活性下降.     

直接甲醇燃料电池PtSn/C催化剂对甲醇氧化的电催化活性

采用低温固相反应法制备了直接甲醇燃料电池用PtSn/C阳极催化剂,采用XRD、TEM等测试方法对催化剂的晶体结构和粒径大小进行了表征. 结果表明:采用低温固相反应法制备的PtSn/C催化剂和Pt/C催化剂均表现为Pt的fcc晶体结构;Sn的加入导致Pt的晶胞参数增大;与同法所制Pt/C催化剂相比较,PtSn/C催化剂中金属Pt在碳载体上分布较均匀,金属粒子的粒径较小,平均粒径约为4.8 nm,从而具有更大的反应表面积. 电化学测试表明,对于甲醇电氧化,PtSn/C催化剂具有比Pt/C催化剂更强的催化能力.     

Pd掺杂方式对Pt/KL分子筛正己烷芳构化及抗硫性能的影响

以浸渍法和水热合成法向Pt/KL催化剂中掺杂金属Pd,对催化剂进行改性和表征,并在固定床微型反应装置上考察Pd掺杂方式对Pt/KL催化剂正己烷芳构化性能及抗硫性能的影响.结果表明:不同方式掺杂Pd对分子筛的晶体结构和孔径分布等影响较小,对催化剂表面酸碱性质的影响较大;浸渍法掺杂金属Pd较水热法更能提高Pt/KL催化剂的正己烷芳构化反应活性、芳烃选择性及抗硫性能.这是由于通过浸渍法制备催化剂Pt-Pd/KL中的Pd与Pt相互作用增强了催化剂的金属催化功能,使得其芳构化活性和抗硫性增强;通过水热法制备催化剂Pt/PdKL中的Pd增强了催化剂酸性,从而降低了催化剂芳构化活性和抗硫能力所致.     

CO在Cu-Mn催化剂上催化氧化本征反应动力学研究

本文采用共沉淀法制备了用于低温CO催化氧化的Cu-Mn催化剂,对其进行了XRD分析和SEM表征,结果表明非晶态催化剂在室温下显示出良好的氧化活性。在50～80℃范围内研究了CO在所制备Cu-Mn催化剂床层上的催化氧化本征反应动力学,同时测定了CO在Cu-Mn催化剂上的催化反应等温线。结果表明,CO在Cu-Mn催化剂床层上的本征反应是一个表面反应控制的一级催化反应,反应的活化能是43.0kJ.mol-1。     

稀土改性氧化铝为载体的催化剂研究

以稀土铈改性氧化铝为载体制备Pt/K/Ce-Al-O催化剂,考察了铈的掺杂量、焙烧温度对载体性能的影响,以及活性组分钾含量及催化剂的焙烧温度对催化剂活性的影响.实验研究发现,载体氧化铝的制备条件及活性组分钾的掺杂对催化性能有较大的影响,采用铈的掺杂量为9%,钾的负载量为9%,焙烧温度为700℃时,催化剂的活性较好.