核壳型Co-Pt纳米粒子的氧还原电催化性能

采用两步化学还原法制备不同壳层厚度的核壳型Co-Pt纳米粒子。采用X射线衍射光谱(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及透射电镜(TEM)技术表征催化剂的结构和组成,用旋转圆盘电极动电位扫描法测试其对氧还原反应的催化性能。结果表明:核壳型Co-Pt纳米粒子直径约30 nm;相对于Pt/C,Co-Pt/C具有更高的电催化氧还原活性和抗甲醇性,催化剂随着Pt壳层厚度的增加氧还原活性增大,抗甲醇能力逐渐降低。随着甲醇浓度的增加,氧还原起始过电位增大,峰电流密度减小。     

硫酸化改性对TiO2负载的铈基脱硝催化剂的活性及抗碱金属性能的影响

采用浸渍法对TiO₂负载的铈基催化剂进行了硫酸化改性,同时制备了未经硫酸化改性的催化剂与之对比,通过X射线衍射（XRD）、比表面积测试（BET）、氢气程序升温还原（H₂-TPR）、X射线光电子能谱（XPS）和吡啶红外光谱（Py-IR）等一系列手段对催化剂进行了表征。结果表明,硫酸化改性不仅能够增加催化剂表面的化学吸附氧的含量,提高催化剂的氧化还原性,而且还能极大地丰富催化剂表面的布朗斯特酸位点和路易斯酸位点,以此来增加催化剂的酸性,使得催化剂的低温活性有所提升并拓宽其温度窗口。此外,硫酸化改性为铈基催化剂表面增加了额外的超强酸位点,使催化剂在受到碱金属的毒害后,仍有大量的酸位能得以保留,能够维持对NH₃的吸附,进行催化反应循环,极大地提升催化剂的抗碱金属性能。     

直接甲醇燃料电池用Co-N-C电催化剂的制备及性能

以三聚氰胺甲醛树脂和硝酸钴为前驱体,在Ar保护下采用高温碳化方法制备用于直接甲醇燃料电池(DMFC)阴极的含氮碳载钴(Co-N-C)氧还原电催化剂.利用热重与红外光谱联用、X射线衍射分析、元素分析等方法表征了催化剂的制备过程和结构,采用旋转圆盘电极测试考察了不同碳化温度对Co-N-C电催化剂氧还原催化活性的影响及电催化剂的耐醇性能,并采用该催化剂为阴极催化剂进行DMFC单电池测试.结果表明:Co-N-C电催化剂具有较高的电催化活性和较好的耐醇性能;其氧还原起始电位在0.5V(vs.SCE)左右;700℃碳化温度下制备的Co-N-C电催化剂具有最高的氧还原催化活性.     

多组分钼铋系催化剂的还原机理

通过全反射X射线荧光光谱分析(TXRF)和X射线衍射法(XRD)分析新鲜催化剂（MB98）的元素组成,主要元素以Bi₂Mo₃O₁₂,Bi₂MoO₆,FeMoO₄,CoMoO₄,NiMoO₄,MoO₃Fe₂Mo₃O₁₂ 的形式存在。通过XRD、拉曼光谱(Raman)和光电子能谱法(XPS)分析多组分钼铋系催化剂的还原机理,测定不同还原程度催化剂中Mo,Bi,Fe,Co,Ni的主要物相结构和离子价态分布。XRD和Raman测试结果表明：催化剂还原过程分4步反应序贯进行;Fe₂Mo₃O₁₂和(Fe/Co/Ni)MoO₄中的晶格氧通过体相扩散向钼酸铋迁移;催化剂的储氧能力不仅与钼酸铋有关,还与Fe₂Mo₃O₁₂和(Fe/Co/Ni)MoO₄有关。XPS测试结果表明：还原生成的FeMoO₄,MoO₂和Bi主要分布于催化剂体相;在还原过程中,元素Mo,Bi首先在催化剂表面富集,然后向体相迁移;元素Fe,Co,Ni由体相向表面迁移。     

猝冷骨架Ni催化剂的表征及不饱和有机官能团加氢行为研究

研究了采用猝冷法制备的Ni50Al50合金经碱溶液抽提铝后形成和多孔滑架Ni催化剂和催化行为，并与工业上广泛应用的Raney Ni催化剂进行了对比，用电感耦合等离子光谱（ICP）、X－射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、比表面测定（BET）、X－射线光电子能谱（XPS）及氢吸附对催化剂进行了表征，活笥测试结果表明，猝冷合金催化剂（RQ Ni)对包括碳碳双键、硝基、羰基和腈青在内的不饱和有机官能团有较Raney Ni为高的加氢活性，这可以部分归结RQ Ni催化剂更大的活性比表积及两者由于制备方法不同而导致的结构差异。     

水溶液中羧基酞菁钴（II）／铁（III）低聚物对氧还原的…

用电化学和现场光谱电化学方法对羧基酞菁钴（Ⅱ）和羧基酞菁铁（Ⅱ）和羧基酞菁铁（Ⅲ）低聚物催化氧电还原的研究表明：水溶液中，羧基酞菁钴（Ⅱ）低聚物主要催化氧的二电子还原为Ｈ２Ｏ２的反应，而羧基酞菁铁（Ⅲ）低聚物则是氧四电子还原为Ｈ２Ｏ的活性催化剂。催化反应均属ＥＣ异相催化机理，氧电还原的活性中心分别是吸附在电极表面上配合物分子中Ｃｏ（Ｉ）或Ｆｅ（Ⅱ）态中心离子。     

氮掺杂还原氧化石墨包覆金属钴复合材料的制备及其氧还原性能的研究

采用搅拌反应法制备了ZnCo（ZIF）与氧化石墨（graphite oxide,GO）的复合材料,热处理得到Co@N-doped rGO催化剂。通过X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）和扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,SEM）对催化剂进行结构表征,通过X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）对催化剂进行表面元素分析,分别考察了金属（Zn和Co）加入量和热处理温度对催化剂氧气还原反应（oxygen reduction reaction,ORR）催化性能的影响,结果表明：所制备的催化剂整体呈层状分布,表面附着金属小颗粒团簇;随着金属加入量的增加,催化剂的ORR催化性能先增强后减弱;随着热处理温度的升高,催化剂的ORR催化性能先增强后减弱。所制备的S-2-850催化剂具有最好的ORR催化性能,在0.1 mol/L KOH电解液中,其起始电位和半波电位分别为0.871 V和0.804 V,在相同测试条件下活性稳定性优于20% Pt/C。     

纳米Pt-Ru/C电催化剂的制备

以炭黑（Vulcan XC72)为载体，将铂钌混合氧化物胶体吸附在炭黑上，然后用氢气还原以制备Pt-Ru/C电催化剂，利用X－射线衍射（XRD）经及X－射线能谱（XPS）技术对样品进行表征，结果表明：在Pt-Ru/C中，面心立方结构中的部分铂原子被钌原子取代，铂钌合金原子的粒子大小在3nm左右，铂钌氧化物吸附在炭黑上后，两种金属的氧化态降低，可以通过氢气鼓泡的方法将其还原。     

铜锰复合氧化物低温催化氧化甲醛的性能研究

 采用简单的氧化还原方法,通过控制Cu和Mn物质的量之比及煅烧温度等条件合成了一系列铜锰复合氧化物。通过考察合成条件对催化剂的晶相、形貌以及催化活性的影响,从而确定最佳的工艺条件,结合X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等多种表征手段揭示催化剂结构和活性的关系。研究结果表明,在单一锰氧化物中,铜的掺杂促进氧物种移动,使得铜锰复合氧化物具有较低的还原温度和较强氧化还原能力,且结晶度差的无定型态同样有利于氧空穴的增加,从而有利于甲醛的催化氧化。当Cu/Mn物质的量之比为1：2、煅烧温度为300℃时制得的铜锰复合催化剂催化性能最佳,能够在90℃下完全降解甲醛。     

甲醇脱氢合成甲酸甲酯的Cu—ZnO／SiO2催化剂

研究了外界条件对Cu-ZnO/SiO2催化剂在甲醇脱氢合成甲酸甲酯反应中活性的影响，使用X射线粉末衍射法、红外光谱－程序升温热脱附法等手段对催化剂进行了表征。结果表明，还原前的Cu-ZnO/SiO2催化剂中只有CuO和ZnO物相，还原活化后的CuO-Zno/SiO2催化剂中，CuO被还原Cu,ZnO被部分地还原；催化剂表面只有L酸中心，没有B酸中心，甲醇的吸附发生在L酸中心上。     

以Cu－ZnO／SiO_2作催化剂在甲醇脱氢制甲酸甲酯反应中ZnO的助催化作用

使用连续微型反应器、程序升温还原、Ｘ－射线衍射光谱及红外光谱等方法研究了在甲醇脱氢制甲酸甲酸甲酯反应（以两种方式制得的Ｃｕ－ＺｎＯ／ＳｉＯ２作催化剂）中ＺｎＯ的助催化作用．研究发现，加入ＺｎＯ后，催化剂的活性、选择性及稳定性得到了提高，而催化剂的还原温度却降低，此外，还增加了Ｃｕ在载体上的分散度．根据红外光谱的结果，提出了可能的反应机理．     

CoFe-B-P纳米颗粒的制备 及其电化学析氧性能研究

本工作通过溶剂热法制备了 CoFe-B-P 纳米颗粒,并考察其电化学析氧性能 . 所 制备催化剂的形貌结构和组分通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍 射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）等手段进行表 征 . 研究发现,当 Co/Fe 的摩尔比为 4∶1 和 NaH2PO2·H2O 的加入量为 2.0 mmol 时,所制备 Co4Fe1-B-P 催化剂展现了最优异的催化 OER 性能,在电流密度为 10 mA cm?2 时的过电位为 285 mV,较小的塔菲尔斜率（52.70 mV/dec）,并且在1.0 M KOH电解液中连续测试20 h后仍具 有优异的稳定性 . 所制备催化剂 OER 活性的提高主要归因于过渡金属与非金属之间的协同 作用.     

硝基苯气相加氢催化剂Cu／SiO2的改性研究

采用溶胶一凝胶法制备了不同配比的Cu-Cr／SiO2催化剂，采用程序升温（TPR）结合X射线衍射（XRD）手段考察了Cu—Cr／SiO2催化剂中CuO的还原行为，并对其催化活性进行了评价。结果表明，助剂Cr2O3的加入使催化荆在还原时提高了Cu微晶的分散度，阻止了新生铜微晶的迁移及烧结，使催化剂的活性及稳定性增大。当Cu／Cr质量比为6：4时，硝基苯加氢转化率及选择性最高。     

用电化学测试方法解析阴离子在水溶盐电解液中的传输行为

测试分析锌离子电池中阴离子的氧化还原反应， 以MnO₂为研究对象， 用循环伏安法、 恒流充放电法及非原位X射线光电子能谱测试分析MnO₂中的氧在水溶盐电解液中的氧化还原反应. 结果表明， 在低浓度电解液中， 氧未发生氧化还原反应， 在质量摩尔浓度为30 mol/kg的ZnC_l2电解液中， 氧在高电位处发生氧化还原反应.     

石墨烯负载铂催化剂对肉桂醛选择性加氢性能影响

用沉积-沉淀-水合肼还原法制备氧化石墨烯（GO）、石墨（graphite）、酸化石墨（graphite-H）负载的Pt催化剂,研究了它们对肉桂醛选择性加氢生成肉桂醇反应的催化性能,并对该催化剂进行多晶X射线衍射、透射电镜、拉曼光谱、N2 吸附和X射线光电子能谱表征.结果表明：3种制备的催化剂中,负载Pt后氧化石墨烯被水合肼还原生成还原氧化石墨烯（RGO）,具有最高的比表面积,表面Pt的含量较低,所得Pt颗粒的粒径最小,具有最高的肉桂醛转化率;RGO 含有较多的酸性含氧基团C-OH 及COOH,有利于肉桂醛的C=O吸附,因此Pt/RGO具有最高的肉桂醇选择性.此外,还考察了Pt/RGO 催化性能与温度、氢气压强、反应时间的关系.实验表明,最佳反应温度为85℃,时间为3h,H2 压力为2.0MPa.     

石墨电化学氧化制备纳米粒子及其表征

利用电化学氧化，在氨介质中将石墨氧化剥离。通过光子相关光谱（PCS）、透射电镜（TEM）、选区电子衍射（SAD）、粉末X射线衍射（XRD）、傅立叶红外转换光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）等分析表征，表明电解过程中石墨被剥离成50nm左右的颗粒，这些纳米颗粒以无定型的多层和单层结构并存。层片上含有石墨氧化后产生的含氧官能团，赋予其良好的亲水性并可稳定地分散于水介质中。     

还原态铁／活性炭催化剂的聚苯乙烯包膜研究

用聚苯乙烯对还原后极易氧化的Ｆｅ／Ａｃ（铁／活性炭）催化剂作包膜保护，其方法简易。包膜后的实验结果：在穆斯堡尔谱（ＭＢＳ）测定中，样品中超顺磁体小颗粒的Ｆｅ２Ｏ３含量增高５％；但在Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）及红外光谱（ＩＲ）的测定中，包膜后的测定结果理想，表明还原样品可用聚苯乙烯包膜后，在大气中进行非原位条件下的ＸＲＤ和ＩＲ等测定     

溶胶-凝胶法制备钒掺杂中孔氧化硅及丙烷氧化脱氢的研究

采用溶胶-凝胶法制备了钒掺杂中孔氧化硅（V-meso-SiO₂）,用N₂ 物理吸附、X射线衍射、透射电镜、拉曼光谱、紫外可见漫反射、红外光谱、程序升温脱附、程序升温还原系统研究了催化剂的物化性质并测试了其在丙烷氧化脱氢反应中的催化性能。结果表明： V-meso-SiO₂催化剂具有约600m²/g的比表面、5.0nm左右的平均孔径、类似蠕虫状的介孔孔道结构;氧化钒在材料的骨架内主要是以高度分散的孤立态的四面体钒存在,是丙烷氧化脱氢反应的活性中心位;通过优化反应温度、原料气体流速等条件,V-meso-SiO₂催化剂对于丙烷氧化脱氢反应具有较好的催化活性。     

V —HMS的合成、表征及丙烷选择氧化

激光采用共合成法制备了机硅介孔分子筛（V-HMS)，用N2物理吸附、X射线衍射、透射电镜、红外拉曼光谱、程序升温脱附、程序升温还原研究了催化剂的物化性质并测试了其在丙燒选择性氧化反应的催化性能。结果表明，V-HMS催化剂具有大约900 m2/g的比表面、3.0 nm左右的平均孔径，具有和HMS分子筛类似的蠕虫状的介孔孔道结构。氧化机在分子筛的骨架内主要是以高度分散的孤立态的四面体机存在，这正是其在丙烷选择性氧化反应中的活性中心位。在优化的反应条件下，V- HMS催化剂对于丙烷选择性氧化反应具有较好的催化活性。     

不同形貌纳米Al2O3负载的钴基催化剂费-托合成催化性能研究

通过水热法合成了不同形貌（纤维、棒、片）Al2O3纳米材料,用满孔浸渍法负载钴基催化剂（Co/Al2O3）,采用透射电子显微镜（TEM）、氮气物理吸附（N2-physisorption）、X-射线衍射（XRD）、氢气程序升温还原（H2-TPR）等方法对催化剂表征,并在固定床反应器上测试其费-托合成催化性能.结果表明：载体Al2O3形貌影响Co3O4晶粒大小、催化剂还原性能和催化活性,Al2O3纳米纤维负载的催化剂上Co3O4晶粒最小,催化剂表面的钴金属活性位数量最多,费-托合成催化活性最高.