PdCo／C氧还原催化剂及其抗甲醇性能

以柠檬酸钠为络合剂，在乙二醇体系中采用有机溶胶法制备出了PdCo／C催化剂，XRD研究结果表明催化剂具有面心立方结构，粒度小，分散性好，同时元素钴的加入使催化剂的Pd-Pd间距缩小。采用电化学方法评价了催化剂对于氧气还原反应的活性，结果表明：PdCo／C催化剂具有比Pd／C要好的氧还原活性，同时具有Pt／C催化剂无法比拟的抗甲醇中毒能力。     

制备方法对钯碳催化剂表面性质及其加氢性能影响

采用浸渍法制备Pd/C催化剂,考察了浸渍方法、还原方法和条件对催化剂活性的影响,用XRD及XPS对催化剂进行表征,并用对苯二甲酸加氢精制体系进行活性评价,与工业上使用的进口Pd/C催化剂进行比较.结果表明：采用EDTA处理载体后,再分2次浸渍PdCl2溶液制备的0.5%Pd/C催化剂,表面Pd的摩尔分数可达8%以上,但对催化剂活性影响不显著;还原温度过高会使H2还原法制备出的催化剂中Pd晶粒变大,导致催化剂活性降低;采用甲酸钠还原和250℃下H2还原方法有利于提高催化剂活性.     

Pt/C电催化剂碳载体热处理条件和性能研究

采用浸渍还原法,优化碳载体热处理条件,制备出具有高分散性、平均粒径为3.3nm的Pt/C电催化剂.通过TEM、XRD方法对催化剂进行结构表征;利用Pt/C薄膜电极结合CV法评价了电催化剂的性能.测试结果表明,采用VulcanXC 72碳黑,在600℃下、氮气(或氩气)中进行热处理,所制得的Pt/C电催化剂对氧还原反应具有良好的电催化活性.     

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。     

以钌作为核的Ru@Pt/C低铂核壳结构催化剂的制备以及电催化活性研究

采用简单且成本低的两步浸渍-还原法制备了Ru@Pt/C催化剂.TEM结果表明,采用浸渍法制备的核Ru/C有很好的分散性,粒径约为2.5 nm.电化学测试结果表明,Ru@Pt/C催化剂对甲醇的催化活性为0.34 A/mgPt,最为重要的是:该催化剂的正向扫描峰电流密度(If)和反向扫描峰电流密度(Ib)的比值高达3.1,表明其具有相当好的CO类中间产物的去除能力.     

Fe,Co,Ni／MgO对氨还原SO2到单质硫的催化性能

采用固定床流动反应装置研究了高温焙烧的负载型催化剂Me/MgO(Me为Fe,Co,Ni)对氨还原SO2到单质硫反应的催化性能,活性评价结果表明,Fe/MgO催化剂对该反应SO2的转化率C％和生成硫的产率Y％都明显高于其两种催化剂,TPR,XRD结果表明,催化剂的活性大小与其还原行为及载体表面和活性组分的相互作用密切相关,Co/MgO和Ni/MgO催化剂在反应前后都新物相（Co,Mg)O和MgNiO2固溶体形成。     

有机助剂对葡萄糖加氢反应中RU/C催化剂的影响

考察了Ru/C催化剂制备过程中加入有机助剂对葡萄糖加氢反应活性、制备重现性和使用稳定性的影响.利用分光光度法考察了RuCl3在活性炭上的吸附量和吸附强度,并通过程序升温还原(TPR)技术,考察Ru/C催化剂的表面还原性质,探讨了Ru/C催化剂表面性能与催化剂活性的关联规律.结果表明,加入有机助剂不仅能增加Ru的吸附量和吸附强度,改善催化剂的表面性能,并明显提高了催化剂的活性、稳定性和制备重现性.     

无机胶体法制备燃料电池用Pt3Cr／C催化剂

采用无机胶体法制备了用于质子交换膜燃料电池的Pt3Cr/C催化剂.研究了灼烧温度对催化剂性能的影响.X-射线衍射分析表明,催化剂中Pt3Cr/C中,由于Pt与Cr合金化而使晶格收缩、Pt-Pt间距减小,这有利于氧分子离解吸附,从而提高氧的还原反应速度.循环伏安测试结果表明,Pt3Cr/C催化剂的活性优于商品Pt/C催化剂.     

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。     

铜锰基SBA-15催化剂的制备及其甲苯燃烧消除的催化性能

以介孔分子筛SBA-15为载体,采用浸渍法分别制备了Cu、Mn和CuMn（物质的量比为1∶1）的质量分数为5%～17%的Cu/SBA-15、Mn/SBA-15和CuMn/SBA-15催化剂,以及Ce质量分数为2.5%～7%、CuMn（物质的量比为1∶1）质量分数为12%的Ce/CuMn/SBA-15催化剂,在常压固定床反应器上评价了这些催化剂对甲苯催化燃烧的反应性能,用X-射线衍射、透射电镜、程度升温还原等分析手段对催化剂的结构进行了研究。活性评价结果表明,Cu质量分数大于12%时,Cu/SBA-15催化剂具有好的活性;Mn质量分数大于8%时,Mn/SBA-15催化剂具有好的活性;CuMn质量分数大于8%时,CuMn/SBA-15催化剂具有好的活性。并且相同Cu、Mn质量分数的双组分催化剂比单组分催化剂的活性要好,在Ce/CuMn/SBA-15催化剂中,Ce质量分数为2.5%～3.5%时,能提高催化剂的活性。结构研究表明,所有催化剂的SBA-15介孔结构仍然保持,并且Cu、Mn等活性组分都已分散在SBA-15分子筛的孔道中。在Ce/CuMn/SBA-15催化剂中,Ce质量分数小于5%时能促进CuMn的分散,并且提高了催化剂的氧化还原能力。     

甲醇裂解的创新实验

为了全面掌握流动法—甲醇裂解实验中催化剂的活性,采用浸渍法制备了Pd/CeO2-ZrO2(Pd/CZ)和Pd-Co/CeO2-ZrO2(Pd-Co/CZ)催化剂。运用X射线衍射、N2吸附-脱附、储氧量测定、CO化学吸附、H2程序升温还原(H2-TPR)和X射线光电子能谱对催化剂进行了表征,考察了其催化甲醇裂解反应活性。结果表明,Co的添加不仅提高了催化剂的储氧性能,而且大大提高了催化剂活性组分的分散程度,同时,使得金属和载体间相互作用增强,增加了Pd周围的电子密度,使Pd保持在部分氧化状态Pdδ+(0δ2),进而提高了甲醇催化裂解反应的活性,280℃时甲醇能达到完全裂解,实验效果得到明显改善。     

还原条件对Pd/Al2O3催化剂上对硝基苯酚加氢性能的影响

用过量浸渍-液相还原法制备Pd/Al2 O3催化剂,采用等离子发射光谱仪(ICP)、X线衍射仪(XRD)对催化剂进行表征,并在对硝基苯酚催化加氢反应中考察其催化性能.结果表明:还原剂的类型、还原温度和还原时间对Pd/Al2 O3催化剂的晶型和活性影响显著.当采用水合肼(N2 H4·H2O)作还原剂、0℃还原30 min时,催化剂表现出较高的对硝基苯酚加氢活性,加氢速率达到22.7 mmol/(min·g),对氨基苯酚的选择性为100％,收率为99％.与工业常用骨架Ni催化剂的性能进行比较,Pd/Al2 O3催化剂在活性、选择性和稳定性都明显优于骨架Ni催化剂.     

以空心SiO2为载体的蛋壳型贵金属Pd催化剂的制备及表征

以空心SiO₂为载体采用浸渍法制备了一系列蛋壳型贵金属Pd催化剂和Ca-Pd 催化剂，应用TEM，XRD和EDS方法表征催化剂。结果表明，贵金属Pd不仅能够负载到空心SiO₂载体上，分散也比较均匀，且粒径较小，Pd/SiO₂催化剂上Pd的粒径约为7 nm，Ca-Pd/SiO₂催化剂上Pd的粒径约为5 nm。在蛋壳型催化剂Pd/SiO₂ 中加入助催化剂Ca能够形成蛋壳型Ca-Pd复合催化剂。空心SiO₂可以作为蛋壳型贵金属Pd催化剂载体。催化活性评价结果表明，蛋壳型复合催化剂Ca-Pd/SiO₂的催化活性和甲醇的选择性较纯Pd催化剂有了较大幅度的提高，其中催化活性提高了7倍。     

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。     

预沉淀法制备直接甲醇燃料电池的Pt-Fe/C阴极催化剂

用预沉淀法制备了炭载Pt—Fe（Pt—Fe／C）和炭载Pt（Pt／C）催化剂．发现Pt—Fe／C催化剂对氧还原的电催化活性比Pt／C催化剂高,但对甲醇氧化的电催化活性比Pt／C催化剂差．即使在电解液中有甲醇存在时,Pt—Fe／C催化剂对氧还原的电催化活性仍比Pt／C催化剂高．所以,Pt—Fe／C催化剂适合于用作直接甲醇燃料电池（DMFC）中的阴极催化剂．     

CocorePdshell/C核壳型纳米粒子电催化氧还原性能

应用胶体粒子模板法制备不同壳层厚度的CocorePdshell纳米电催化剂。TEM、XRD和EDS证实,CocorePdshell纳米粒子基本为球形,面心立方晶型(fcc)Pd成功包覆在纳米金属Co的表面,其中,Co1Pd2纳米粒子平均直径约10 nm且粒径分布较窄。动电位、交流阻抗、循环伏安及原位傅里叶变换红外反射光谱等电化学测试结果表明:与Pd/C相比,CocorePdshell/C纳米粒子对氧还原反应(ORR)的活性有明显的提高,甚至接近于Pt/C;抗甲醇能力非常优异,对甲醇氧化几乎无活性;不同壳层厚度催化剂中,以Co1Pd2/C催化剂的活性最高,在0.5 mol/L H2SO4中氧还原峰电流密度可达175.5 mA/mg,比Pt/C的要高出20 mA/mg。     

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。     

Al含量对完全液相法制备Cu-Zn-Al催化剂合成甲醇的影响

采用完全液相催化剂制备工艺,以异丙醇铝为铝源,在固定n(Cu)∶n(Zn)比例下,考察了Al含量对Cu-Zn-Al浆状催化剂合成甲醇的影响,通过X射线粉末衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、氮气吸附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)等对催化剂进行了表征。研究表明,Al含量对催化剂的催化性能有显著的影响,较多或较少的Al含量都不利于甲醇合成;当n(Cu):n(Zn):n(Al)=2∶1∶0.8时催化剂具有最高的甲醇选择性。增加Al含量有利于提高Cu物种的分散性;当Al含量增加到一定量后,催化剂的比表面积会迅速增加。     

层状Cu/ZnO/Al2O3催化剂的制备及其催化CO2加氢合成甲醇的性能

以尿素为沉淀剂, 采用均相沉淀法成功制备了层状Cu/Zn/Al 水滑石化合物. 将前驱体材料经焙烧、还原后得到Cu/ZnO/Al₂O₃ 催化剂, 并将其用于CO₂ 加氢合成甲醇反应. 采用X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、热重(thermogravimetric, TG)分析、扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)、X射线荧光(X-ray fluorescence, XRF)分析、N₂吸附、H₂ 程序升温还原(H₂-temperature program reduction, H₂-TPR)、氧化亚氮(N₂O)反应吸附、CO₂程序升温脱附(CO₂ temperature program desorption, CO₂-TPD)技术对所制备的样品进行表征. 结果表明, 相对于传统共沉淀法, 以尿素作为沉淀剂, 通过均相沉淀法所制备的前驱体的结晶度更高、催化剂比表面积更大、金属Cu 的分散度更好. 另外, 采用回流处理可以获得更好的效果. 活性评估结果表明, O₂转化率随金属Cu 比表面积的增大而增加, 而甲醇选择性则与催化剂表面碱性位的分布有关. 因此, 采用尿素回流处理均相沉淀法制备的Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂的甲醇收率最高.     

MCM-41负载三聚氰胺缩甲醛树脂-钯及其催化性能

制备了一些新的MCM-41负载的三聚氰胺缩甲醛高分子钯配合物催化剂，并利用X—射线衍射(XRD)和X—射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征．XRD和XPS数据表明，负载后的钯与高分子链中的三聚氰胺基团在载体表面发生了配位作用．在催化剂制备过程中，MCM-41的结构并没有被破坏．同时，考察了催化剂对碘代苯与丙烯酸生成肉桂酸的Heck反应中的催化活性．