电解海水阴极析氢非贵金属电催化剂研究进展

氢能具有高能量密度、绿色可持续的优点,是人类社会的理想能源。电解海水制氢是未来氢能产业的战略方向,其中阴极析氢催化剂的活性和稳定性对电解海水制氢的发展至关重要。贵金属铂虽具备优异的析氢催化性能,但价格昂贵、资源有限,限制了其大规模应用。因此,对非贵金属催化剂的研究备受关注。从析氢反应原理入手,介绍了过电位、塔菲尔斜率、法拉第效率、比活性和质量活性等评价催化性能的几个重要参数,综述分析了多种非贵金属催化剂作为电解海水制氢阴极催化剂的研究现状,指出了目前电解海水制氢面临的问题,认为未来非贵金属催化剂规模化电解海水阴极析氢研究应从以下几方面开展：1）设计高活性和稳定性的非贵金属催化剂;2）优化非贵金属催化剂的制备工艺;3）利用先进测试表征手段辅助构建反应模型;4）深化理论计算机理方面的研究。     

用无机钛源合成Ti-HMS中孔分子筛

用无机配合剂稳定钛酰离子，以正硅酸乙酯为硅源，十二胺为模板剂，用多种无机钛源合成了中孔Ti-HMS型分子筛，采用XRD，低温N2吸附，FT-IR和UV-Vis等方法对合成的含钛分子筛进行了结构表征，以苯乙烯的H2O2氧化作为模型反应，考察了合成的Ti-HMS分子筛的催化性能，结果表明，钛原子已进入分子筛骨架，用TiCl4为钛源合成的Ti-HMS分子筛在960cm^-1处存在较强的红外吸收，并对苯乙烯的H2O2氧化表现出较高的催化活性。     

Sharpless试剂在中孔HMS上的组装研究

通过分步组装和原位组装两种方式实现了Sharp less试剂在中孔载体HMS上的固相化。FT -IR表征表明 ,两种组装方式得到的样品的键合模式基本一致 ,DET通过—OH和键连在HMS上的钛化合物的酯基发生交换而被键合 ;低温条件下的组装样品钛含量较高 ,催化环氧化性能较好 ;样品经重复使用 3次后 ,催化性能基本保持稳定。     

无机硬模板HMS制备介孔碳工艺

以硅基介孔材料HMS(hexagonal mesoporous silica)为硬模板,以蔗糖为碳源,通过在N2气氛下高温碳化蔗糖,并利用氢氟酸除去模板制成介孔碳.分析了蔗糖填充方法、碳化温度和蔗糖与HMS的质量比对产品介孔碳结构的影响,并利用X衍射衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、低温氮吸附-脱附及傅里叶红外(FT-IR)对样品进行了表征.结果表明,将一定量的蔗糖分两步填入HMS介孔中有利于碳源在模板孔道中均匀分布,有助于有序介孔碳的形成;碳化温度对最终产品碳的结构影响显著,适宜的碳化温度为800℃;蔗糖与HMS的质量比也直接影响产品的结构,两者的质量比过高或过低均难以形成介孔碳,最优比例为1.300∶1;所制成的介孔碳具有蠕虫状结构,比表面积可达2433m2/g.     

S·SnO2/HMS-H2O2催化苯甲醛氧化酯化反应

报道了一种高效、温和、对底物有较广泛适用性的苯甲醛氧化酯化反应的催化体系.以双氧水 为氧化剂,在较温和的反应条件下,S·SnO2/HMS催化剂可以有效地催化苯甲醛的氧化酯化反应.催化 剂易于从反应体系中分离.可以重复利用.     

双杂原子Ti-Mn-ZSM-5分子筛的合成与表征

在无碱性离子存在下,以硅溶胶、硫酸钛、硫酸锰为原料,分别采用四丙基溴化胺(TPABr)、1,6-己二胺(1,6-HDA)及正丁胺(R-NH2)模板剂,首次合成了双杂原子Ti-Mn-ZSM-5分子筛,并对产物的物性与结构进行了表征。     

H(M)ZSM-5沸石分子筛表面酸性的量子化学研究

用半经验的CNDO/2方法对含有杂原子的H(M)ZSM-5(M=Al,Ga,Fe,B)的表面酸性进行了量子化学研究。基于q_H~+-q_o确定的该系列沸石分子筛B酸强度的大小顺序,与实验结果符合的很好。     

双杂原子Ti-V-ZSM-5分子筛的合成与表征

在无碱性离子存在下,以硅溶胶、硫酸钛、硫酸氧钒为原料,分别采用四丙基溴化胺(TPABr)、1,6-己二胺(1,6-HDA)及正丁胺(R-NH2)模板剂,首次合成了双杂原子Ti-V-ZSM-5分子筛,并对产物的物性与结构进行了表征。     

WO_3/HMS分子筛的合成及其催化性能

以(NH4)2WO4为钨源,采用浸渍法,在不同pH值、模板剂种类、模板剂用量和硅钨比等条件下合成多相催化剂WO3/HMS,利用XRD手段对催化剂的结构进行了表征,研究了催化剂在环戊烯选择性氧化合成戊二醛反应中的催化性能.结果表明:在pH=4、硅源为正硅酸乙酯(TEOS)、模板剂为十二胺(DDA)、n(DDA)/n(TEOS)=0.20,n(Si)/n(W)=30的条件下合成的WO3/HMS分子筛催化活性最高,戊二醛的收率最高可达67%.催化剂具有较高的稳定性,可以重复使用5次,失活后的催化剂可通过高温焙烧的方式再生.