复合物Pt@PCN-250-Fe在电催化析氢方面的应用

氢能由于具有环境友好、可再生、零二氧化碳排放等特点,被认为是未来最具有潜力的能源载体和传统化石能源的最佳替代品.电解水包括两个半反应:析氢反应(HER)和析氧反应(OER).近几年来,贵金属由于其优异的催化性能,特别是与新旧能源转换与利用相关的电催化性能,已经引起了人们的广泛关注.贵金属铂(Pt)是HER最优异的催化剂,但其高昂的价格、极低的地球储量极大的限制了其大规模的工业化应用.为了减少Pt用量,本实验采用具有大的比表面积、丰富的孔洞且易于制备的金属有机框架材料(简称MOFs)PCN-250-Fe与适量氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)进行复合再经过高温还原煅烧,最终得到具有良好HER性能的复合产物Pt@PCN-250-Fe,同时,我们对此复合产物进行了一系列的材料表征及电化学HER性能研究.     

钴氮共掺杂金属有机骨架碳化物的电催化活性研究

以钴螯合物为钴源制备的钴掺杂金属有机骨架(MOFs)为前驱体制备了一系列钴/氮共掺杂碳基多功能电催化剂,研究了碳化温度对材料氧还原反应(ORR)和析氢反应(HER)催化性能的影响.通过SEM、BET和XPS等表征手段,进一步分析了材料的形貌结构、比表面积以及表面元素化学态等.结果 表明,当碳化温度为800℃时,材料具有...     

磁性纳米催化剂SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_3O_4的制备及表征

用溶胶凝胶法、沉淀法将磁性材料与固体酸进行组装,制备了磁性纳米固体酸催化剂SO_4~(2-)/TiO_2-Fe_3O_4.该类催化剂能通过外加磁场进行分离、回收.扫描电镜、透射电镜观察及磁性能、比表面积测试结果表明,用溶胶凝胶法制备的催化剂比用沉淀法制备的催化剂具有更小的粒径、更高的磁强度和更优异的催化性能.X射线衍射、傅里叶红外光谱分析表明,影响催化剂磁性能和催化活性的主要因素是Ti与Fe的摩尔比、焙烧温度和浸渍液浓度.     

氮、硫共掺杂多孔类石墨烯碳催化剂的制备及其氧还原性能

开发廉价、高性能的碳基非贵金属氧还原(ORR)催化剂是很多先进能源系统(如:质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池等)商业化应用的关键。采用聚丙烯腈前驱体,以升华硫为硫源,以氧化锌为模板,通过聚合、热处理等过程得到了氮、硫共掺杂的多孔类石墨烯ORR催化剂。该催化剂在碱性介质中表现出优异的ORR性能,其中部电位比商业Pt/C催化剂高出32 m V。除了优异的ORR催化性能,该催化剂还具有优异的稳定性、甲醇耐受性及接近100%的四电子催化过程选择性。通过研究催化剂的理化性质与ORR性能之间的关联,发现,引入硫后,催化剂的组成、结构、形貌都发生了明显的变化,而这些变化是催化剂具有优异ORR性能的重要原因。     

磁性纳米催化剂SO2-4/TiO2-Fe3O4的制备及表征

用溶胶一凝胶法、沉淀法将磁性材料与固体酸进行组装，制备了磁性纳米固体酸催化剂SO4^2-／TiO2-Fe3O4．该类催化剂能通过外加磁场进行分离、回收．扫描电镜、透射电镜观察及磁性能、比表面积测试结果表明，用溶胶-凝胶法制备的催化剂比用沉淀法制备的催化剂具有更小的粒径、更高的磁强度和更优异的催化性能．X射线衍射、傅里叶红外光谱分析表明，影响催化剂磁性能和催化活性的主要因素是Ti与Fe的摩尔比、焙烧温度和浸渍液浓度。     

ZrO_2负载磷钨钒酸铯催化合成乙酸乙酯

采用浸渍法制备了二氧化锆负载的磷钨钒酸铯催化剂(CsH4PW10V2O40/ZrO2),采用X射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(IR)、电位滴定以及物理吸附(BET法)等对催化剂进行了表征分析.负载后,催化剂仍保持了典型的Keggin结构,具有较强的酸度,而且比表面积也明显提高.负载催化剂在乙酸与乙醇的酯化反应中表现出了良好的催化性能,另外催化剂用量、反应时间以及醇酸摩尔比等反应条件对反应有明显的影响,在较优化条件下,酯产率达到93.9%;催化剂通过过滤回收后可以重复使用,具有较好的稳定性.     

氮掺杂多孔MOF衍生碳电极的构筑及其电化学性能

通过两步法成功将氮掺杂石墨烯量子点(N-doped graphene quantum dots,N-GQDs)与金属有机骨架衍生碳材料(cZIF-8)组合制备出N-GQDs@cZIF-8超级电容器.1 mol/L H_2SO_4电解质中,该电极在0.5 A·g~(-1)电流密度下具有246.6 F·g~(-1)的比容量,在循环8000次时仍然保持83.7%的容量保留率,展现了优异的循环稳定性.同时, NGQDs@cZIF-8超级电容器在104.5 W·kg~(-1)的功率密度下获得了8.2 W·h·kg~(-1)的优异能量存储能力,这样显著的电化学性能主要因其具有高比表面积的三维结构和高赝电容活性的氮掺杂水平(10.13%),使其在超级电容器、锂离子电池等能量存储领域具有潜在的应用前景.     

ARO-1催化柴油加氢脱芳催化剂的开发

以自主开发的催化柴油加氢脱芳催化剂ARO-1(Aromatics Ring Opening),在15mL小型加氢试验装置上对大庆催化柴油进行加氢脱芳。结果表明,ARO-1催化剂具有良好的加氢性能,脱芳率为58.0%,脱硫率为97.8%,脱氮率为99.8%,密度降低0.0416g/cm3,而且柴油产品收率可以达到98.0wt%,说明ARO-1是性能优异的催化柴油加氢脱芳烃催化剂。     

三种多元复合结构的核壳催化剂研究进展

以核壳结构复合而成的催化剂,在催化反应中常表现出较高的整体活性、大的比表面积、优异的择形催化效果和良好的热稳定性.部分催化载体因具有优异的择形效果和结构稳定性,在多元复合核壳催化剂的设计中也占据了一定的地位.本文主要介绍了几种常用催化剂载体(Al_2O_3、SiO_2、ZSM-5)参与复合的核壳催化剂制备与应用的概况.     

制备方法对FeMnCeOx催化剂(超)低温NH3-SCR性能的影响

锰基催化剂在(超)低温氨选择性催化还原(NH3-SCR)反应中具有优异的催化性能,但抗硫性差等问题限制了其进一步工业化应用.通过改变活性组分比例及调控制备方法等手段对FeMnCeOx催化剂的理化性质和NH3-SCR催化性能进行了优化研究,结果表明:采用溶胶-凝胶法制备的FeMnCeOx(S)催化剂比采用共沉淀法制备的F...     

氧化铈对水煤气变换反应催化剂的影响研究

采用程序升温氧化及脱附技术考察了CeO2对铁铬中温变换催化剂的氧化性能以及表面吸附性能的影响。研究表明,在铁铬中变催化剂中加入氧化铈,可明显改变催化剂的吸附性能与氧化性能。CeO2质量分数为3%时,对催化性质的改善作用最显著;CeO2具有结构型与电子型助剂的双重作用;少量CeO2的加入可以提高主剂分散度,提高催化剂的比表面积,但大量加入则会使CeO2本身积聚在催化剂表面,并对活性组分造成覆盖,反而降低了比表面积。     

稀土异相纳米催化剂的控制合成及应用研究进展

以稀土元素独特的理化性质及其在异相催化等领域的广泛应用为前提,结合纳米异相催化剂更大的比表面积和更优异的催化活性,针对稀土纳米催化剂丰富多样的结构和优异的催化性能,详细综述了近年来稀土异相纳米催化剂的控制合成和应用进展.文章首先根据稀土异相纳米催化剂中稀土元素的存在形式和活性成分,将稀土异相纳米催化剂分为稀土氧化物、稀...     

汽车尾气净化用负载型La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3催化剂的试验研究

以蜂窝状堇青石为第一载体 ,涂覆γ-Al2 O3作为第二载体 ( washcoat) ,La0 .8Sr0 .2 Mn O3为设计的活性组分 ,制备出负载型燃烧催化剂 .用 XRD、BET、二甲苯完全氧化、台架试验等技术研究了载体及催化剂的性能 .结果表明堇青石载体经 γ-Al2 O3涂覆后 ,可有效地增大其比表面积 ,增加活性组分的负载量 ;催化剂比表面积也有所增大 ,活性提高 ,台架试验显示对汽车尾气中 CO和 HC化合物的转化具有优异的催化能力     

磷氧镍钯催化烯烃与极性单体共聚合研究进展

后过渡金属催化烯烃与极性单体共聚合是制备功能化聚烯烃最为直接高效的方法,其中催化剂的选择是核心问题.在α-二亚胺镍、钯催化剂之后,磷氧配位的磺酸-膦钯催化剂是性能最好、研究最多的一个体系.对近年来报道的磷氧配位的镍、钯催化剂在烯烃聚合以及烯烃与极性单体共聚方面的研究进展进行综述,主要介绍含有磺酸-膦、酚-膦以及双膦单氧配体的3个磷氧镍钯催化体系.     

聚苯胺基气凝胶衍生纳米碳的电化学性能研究

采用树枝状聚苯胺,长纤维聚苯胺,树枝状聚苯胺-石墨烯以及长纤维聚苯胺-氮掺杂石墨烯4种气凝胶作为前驱体,经直接碳化后获得了氮掺杂连续的纳米碳.研究了聚苯胺基气凝胶衍生纳米碳的微观形貌结构、元素组成以及电化学性能.结果表明,树枝状聚苯胺,长纤维聚苯胺,树枝状聚苯胺-石墨烯以及长纤维聚苯胺-氮掺杂石墨烯气凝胶衍生的纳米碳具有连续的多级孔结构,其比表面积分别为273.9、487.7、241.4和295.9 m2·g-1,氮的摩尔分数分别高达7.82％、9.62％、7.91％和10.17％,在0.5 A·g-1的电流密度下分别具有高达268、311、280和362 F·g-1的质量比电容,且倍率性能和循环稳定性能优异.     

ZIF-67制备的磷掺杂碳催化剂及其氧还原性能

开发高效、廉价的碳基氧还原(ORR)催化剂是质子交换膜燃料电池等先进能源系统商业化应用的关键。以金属有机框架材料ZIF-67为原料,通过热处理、磷掺杂等过程得到高性能的ORR催化剂。该催化剂对ORR具有优异的催化性能,相较于商业Pt/C催化剂,其具有更高中部电位(Half-wave potential)。与此同时,该催化剂还具有非常好的甲醇耐受性与稳定性,并对四电子催化过程具有非常高的选择性。     

介孔二氧化锰制备及其催化臭氧氧化草酸研究

采用纳米刻蚀法制备了介孔二氧化锰臭氧催化剂,并考察了其催化臭氧氧化降解草酸的性能.该催化剂高比表面积(142m~2·g~(-1))的有序纳米棒有利于催化剂活性位点的暴露和物质的吸附,从而增强了催化剂的催化活性.羟基自由基是催化臭氧氧化过程中产生的主要活性氧物种,该催化剂的羟基自由基产率是非介孔二氧化锰的2倍;朗缪尔吸附模型表明该催化剂对草酸的吸附能力是非介孔二氧化锰的9.42倍;该催化剂催化降解草酸的准一级反应动力学常数是非介孔二氧化锰的3倍.     

PtSnLa/Ca-Al_2O_3作为异丁烷脱氢催化剂的研究

采用海藻酸铵辅助法制备了Ca掺杂Al_2O_3小球(粒径为(1.8±0.1),mm),并通过顺序浸渍法获得PtSnLa/Ca-Al_2O_3催化剂,采用XRD、XRF、氮吸附-脱附与NH_3-TPD等方法研究了载体及催化剂的性质,并探讨了Ca掺杂含量与La含量对异丁烷催化脱氢性能的影响.研究表明:载体中Ca的引入可增加催化剂的热稳定性,从而在催化剂制备过程中保留较高的比表面积,同时还可降低催化剂的表面酸性;随着Ca含量的增加,催化活性先升高后降低,以Ca0.89-Al_2O_3为载体制备的催化剂的催化性能最佳;添加适量La可提高催化脱氢性能,最佳负载量为1.1%(质量分数).     

氮杂环卡宾催化对亚甲基苯醌与醇的1,6-共轭加成反应

近年来,氮杂环卡宾(NHCs)作为一类重要的有机小分子催化剂在有机催化研究领域引起了广泛关注。本文研究了氮杂环卡宾催化下对亚甲基苯醌与醇的1,6-共轭加成反应。实验结果表明:以5 mo1%的氮杂环卡宾IPr为催化剂,四氢呋喃为溶剂,不同取代基的对亚甲基苯醌与伯醇、仲醇、烯丙醇、炔丙醇以及高炔丙醇都可以在室温下顺利进行反应,以38%～97%的产率得到1,6-共轭加成产物。在该反应中,NHC作为Br?nsted碱通过氢键活化醇羟基催化此共轭加成反应;该反应具有反应条件温和、催化剂环境友好、催化效率高等优点。     

Pt/HPW/ZrO2催化甘油脱氧制取1,3-丙二醇

以磷钨杂多酸为钨前驱体用浸渍法制备系列具有不同Pt含量和不同HPW/ZrO2焙烧温度的Pt/HPW/ZrO2催化剂。通过BET比表面积、红外光谱和X线衍射方法表征催化剂的结构,在连续流动固定床反应器中考察其对甘油水溶液催化脱氧制取1,3-丙二醇(1,3-PDO)反应催化性能的影响。结果表明:ZrO2负载磷钨杂多酸经500℃以上温度处理,磷钨杂多酸分解为相应的氧化物,单斜相WO3和磷氧化物分散在ZrO2表面。Pt/HPW/ZrO2催化剂对甘油脱氧反应具有较高的催化活性。铂负载量、HPW/ZrO2焙烧温度、反应温度、压力及甘油浓度等因素的变化,对甘油转化率和1,3-PDO收率的影响较大。在4 MPa、130℃、液体体积空速(LHSV)为0.25 h-1的反应条件下,2.0%Pt/HPWZ10(700)催化剂上60%甘油水溶液催化脱氧反应可得到53.4%甘油转化率和44.5%的1,3-PDO选择性,产物中1,3-PDO与1,2-丙二醇(1,2-PDO)摩尔比值达到14.3。100 h稳定性实验表明催化剂性能稳定。