Co-N-C氧还原反应电催化剂的制备及性能研究

锌空气电池可作为一种无污染、长效、稳定可靠的电源,但其阴极氧还原反应(Oxygen Reduction Reaction, ORR)缓慢的动力学过程严重阻碍了大规模应用。本文通过表面活化策略在炭黑上构筑不饱和位点用于锚定Co,再以不同质量比的尿素作为氮源,制备了不同氮掺杂量的催化剂,并测试了一系列催化剂的ORR活性,及其在不同电解液中活性的差异。将催化剂用于组装锌空气电池,开路电压达1.441 V,并表现出良好的放电性能,峰值功率密度可达123.5 mW·cm^-2。     

钨掺杂对MnCeTiOx催化剂脱硝性能的影响及其机理

采用共沉淀法制备了一系列W掺杂的MnCeTiOx催化剂,考察了W掺杂对催化剂脱硝性能和抗硫中毒性能的影响。采用X射线衍射、X射线光电子能谱、原位漫反射傅里叶变换红外光谱等表征手段对MnCeTiOx和W0.15MnCeTiOx催化剂的晶体结构、表面元素价态和表面反应活性物种进行了表征分析。探讨了W掺杂提高MnCeTiOx催化剂脱硝性能和抗硫性能的反应机理。结果表明,W掺杂一方面有利于提高催化剂表面Ce3+和Mn3+物种的相对含量,另一方面使催化剂表面参与SCR反应的活性物种更加丰富,从而提高了催化剂脱硝性能和N2选择性。W掺杂也有利于抑制硫酸盐物种在催化剂表面的生成和沉积,从而提高了催化剂的抗硫中毒性能。     

多价硫掺杂二氧化钛的制备及可见光催化性能

采用低温水热法制备了多价硫(S4+/S0)掺杂的二氧化钛催化剂(S-TiO2),运用低温氮吸附、X射线粉末衍射、紫外可见漫反射光谱和X射线光电子能谱等技术对催化剂进行了表征,并以可见光催化降解丙酮作为模型反应考察其可见光催化活性.结果表明,与TiO2相比,S-TiO2催化剂的BET比表面积大、孔径分布集中、光谱吸收边红移、锐钛矿向金红石的相转化被抑制,具有较高的可见光催化活性.     

负载纳米Pt的生物质氮掺杂碳材料用于甲醇催化性能研究

天然蚕茧经氨水溶液处理后,煅烧得到氮掺杂生物质碳材料,SEM电镜下观察其具有丰富而复杂的类石墨烯多孔结构.之后通过乙二醇还原氯铂酸钾得到负载Pt纳米粒子的生物质氮掺杂碳材料催化剂.对合成材料进行XRD、XPS、SEM等结构表征及电化学性能测试,结果显示该复合材料在酸性甲醇溶液中具有较好的甲醇催化性能和稳定性.     

最小粒径硫/氟共掺杂纳米TiO_2的制备及光催化性能

以TiCl4、有机羧酸、NH3·H2O、硫脲、氟化铵、D-山梨醇等为主要实验药品,采用常温络合-控制水解法,制备出平均粒径为2.7nm的硫和氟共掺杂纳米二氧化钛透明光触媒乳液。采用XRD、纳米激光粒度分析仪、紫外-可见分光光度计等对样品的物相、粒径、组成、光吸收、光催化等性质进行了表征。利用酸性红3R染料研究透明乳液的光催化活性部分影响因素。结果表明硫/氟共掺杂的纳米TiO2光催化剂降解酸性红3R染料的最佳条件为硫/氟掺杂质量分数为0.3%,反应体系pH为6,染料的初始质量浓度为50mg/L。     

Mn、N共掺杂高活性ORR催化剂的合成

金属、氮共掺杂碳材料类催化剂(Metal-N-C,Metal=Fe、Mn、Co等)具有良好的氧还原(ORR)催化性能,成为近年应用于燃料电池正极的非铂类催化剂的研究热点.普遍上,Fe-N-C类催化剂具有最高的ORR催化性能,但其促进的Fenton反应(Fe2++H2O2,ORR双电子过程的副产物)会导致PEMFC结构损...     

空心硫掺杂二氧化钛对大蒜废水的可见光催化降解

大蒜废水中大蒜素的杀菌作用使其难以进行生化处理,本研究提出利用可见光催化技术降解大蒜素,提高大蒜废水的可生化性.以十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠为表面活性剂,采用溶胶-凝胶法制备了一种新型硫掺杂二氧化钛纳米光催化材料并采用XRD、UV-vis、SEM、TEM、FTIR、EDS和BET进行表征.制备的光催化材料呈空...     

氮掺杂碳管载钯催化剂的制备及其电催化甘油氧化性能

通过软模板法制备得到两端封闭的中空管状聚吡咯(PPy-NTs),以其作为前体经过不同温度高温碳化得到含氮碳纳米管(N-CNTs),负载钯金属制备得到了Pd/N-CNTs电催化剂.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对催化剂结构、形貌及组成进行表征,使用电化学工作站对催化剂进行对甘油氧化反应的电催化性能研究.结果表明,制备得到的催化剂中,Pd/N-CNTs(800)对甘油氧化的电催化活性最优.Pd/N-CNTs(800)中N-CNTs为两端封闭的中空管状结构,形貌较均一;钯纳米粒子均匀分布在N-CNTs载体上,平均粒径2±0.2 nm.其对甘油氧化的峰电流值为2.08 A·mg■;在-0.1 V恒电位下1 800 s时的稳态电流值为0.59 A·mg■,是Pd/C催化剂的2.15倍;表现出了良好的甘油氧化电催化性能.     

碱性膜燃料电池阴极Co-N-C催化剂层的性能优化

近年来,阴离子交换膜性能的提升使碱性膜燃料电池(AMFC)的研究成为热点.与质子交换膜燃料电池(PEMFC)相比,其主要特点之一就是可以使用非贵金属催化剂替代商业Pt/C,从而避免非贵金属在酸性中的不稳定性.膜电极是燃料电池的核心部件,制约燃料电池的性能.催化层作为膜电极的主要部件,由催化剂和离聚物组成.离聚物质量分数...     

羰基硫水解催化剂的失活行为研究

研究了羰基硫水解催化剂TGH－2在低浓度氧气存在下的失活行为,考察了温度、氧气浓度、羰基硫进口浓度对催化剂活性的影响,并用扫描电镜能谱联合装置对使用前后的催化剂进行分析,得到了较好的结果,其结果对工业应用有指导作用。     

甲烷二氧化碳重整中钴基催化剂催化性能影响因素的研究

采用常压固定床反应器,考察了负载型Co基系列催化剂的焙烧温度、钴含量以及还原温度对甲烷二氧化碳重整过程的影响;筛选出适宜的工艺条件。结果表明,7%Co/BaTiO3催化剂在反应温度为700℃,压力为0.1 MPa,nCO2∶nCH4为1∶1,气相空速GHSV为12 000 h-1的条件下表现出相对良好的催化活性,可得到87.68%的CH4转化率、75.37%的CO选择性和68.31%的H2收率。     

基于Co-N-C改性隔膜的高性能锂硫电池

设计制备了一种钴嵌入式叶片状氮掺杂碳(Co-N-C)材料改性隔膜用于锂硫电池,借助高分散单质钴提供的活性位点实现对正极侧中间产物多硫化物的化学锚定,抑制其溶解导致的穿梭效应;利用氮掺杂碳材料的微纳结构加快离子传输速率,提高电化学反应动力学,使改性隔膜实现吸附-催化协同作用。实验结果表明,采用此改性隔膜组装的锂硫电池,首圈比容量高达1408 mAh/g,且在1 C倍率下稳定循环400圈,衰减率仅为每圈0.05%,电池性能明显提升。     

TiC掺杂对MCMB烧结体组织和性能的影响

以Tween 80为分散剂,分别以丙烯酰胺和N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为单体和交联剂,采用凝胶注模工艺制备中间相碳微球(mesocarbon microbead,MCMB)片状素坯,再经过1 600 ℃的烧结,制备MCMB素坯烧结体试样.试验研究了粒度大小对粉体分散性、MCMB碳材料催化石墨化效果、烧结后MCMB碳材料层板物理性能的影响,并分析了产生这些影响的原因.研究结果表明:50 nm的TiC在MCMB烧结体中的分散效果好于15 μm的TiC;随着Ti质量分数的增加,掺杂50 nm 的TiC层板性能优于掺杂15 μm的层板;50 nm的TiC比15 μm的TiC更适合做MCMB的掺杂物.     

热煤气中有机硫转化催化剂的选用

选用了两种催化剂进行催化转化热煤气中有机硫化合物的研究，实验表明，硫化态的Ｎｉ基催化剂是一种高活性的有机硫转化催化剂，其转化活性可达８０＾以上。当气相含硫太低时，催化剂在使用过程中会失硫，转化活性下降。然而在实际的热煤气含硫的情况下，它显示出相当高的催化转化反应活性，适于在热煤气净化的条件下使用。     

Cu—Ni系耐硫变换催化剂水吸附性能的研究

本文用脉冲气相色谱法研究了Ｃｕ－Ｎｉ系免硫化耐硫变换催化剂对Ｈ２Ｏ的吸附强度和活性中心数，以及它们与催化活性的关联，并且考察了碱性氧化物对吸附性能和催化活性的影响。     

钼掺杂的纳米氧化镍催化剂的制备及其乙烷氧化脱氢性能

本文用溶胶-凝胶法制备了不同含量的钼掺杂的纳米氧化镍催化剂,考察了其乙烷氧化脱氢制乙烯（ODHE）的催化性能。结果表明：钼掺杂纳米氧化镍催化剂的乙烯选择性和高温抗乙烷裂解性能都有明显改善,其中,11．4wt％Mo-Ni-O表现出最佳的催化性能,在430℃时,乙烷的转化率为60．8％,乙烯选择性为65．4％。     

天然矿研制耐硫CO变换催化剂

利用自制活性矿物载体［１］，采用共浸渍法，研制出用天然矿直接作载体的耐硫ＣＯ低变催化剂。经多次原粒度规模测试，样品性能达到国内同类产品水平。并对其进行性能评价和表征。