直接甲醇燃料电池催化剂性能的影响因素

考察了温度、电位及中间产物等因素对直接甲醇燃料电池催化剂性能的影响.结果表明,温度的升高会显著促进Pt催化剂粒子的聚结.对于PtRu催化剂,Ru氧化物/水合氧化物对Pt微晶的聚结具有抑制作用.高温放电实验后,PtRu催化剂的合金化程度有所提高.高电位会加速电催化剂的降解.电极反应中间产物甲酸和甲醛对甲醇电催化氧化反应具有一定的抑制作用,其中甲醛的影响更大.     

在Mo-Bi-Ce/SiO2催化剂上甲醇氧化制甲醛的Redox机理及其动力学

用外循环无梯度反应器研究了甲醇氧化制甲醛的动力学。动力学实验结果用二步骤Redox模型描述。动力学方程中的参数用线性最小二乘法估计。甲醇的反应级数m和氧的反应级数n与温度有关, m与n的和接近于1, 反应级数的变化可用Redox机理动力学解释。不同处理催化剂的XPS分析结果证实, 反应按Redox机理进行。     

催化剂Zn-Sr-SiO2的制备及其 对甲醇脱氢制备无水甲醛的催化性能

采用溶胶凝胶法制备了催化剂Zn-Sr-SiO₂，其结构经SEM、 XRD、 N₂吸附/脱附、NH₃-TPD和CO₂-TPD表征。利用固定床反应器评价了Zn Sr SiO2对甲醇脱氢制备无水甲醛反应的催化性能。研究了焙烧温度，Zn负载量，Zn/Sr摩尔比，载气流量，质量空速等因素对催化性能的影响，以及催化剂的寿命、失活与再生。结果表明：制备催化剂的最佳条件为焙烧温度700 ℃， Zn负载量为15%， Zn/Sr为5/1。反应温度为600 ℃，甲醇的质量空速为4.47 h^-1时，甲醇的转化率为25.35%，甲醛的选择性为91.98%。催化剂寿命为33 h。再生后，催化剂的中强碱性位得到了再生。     

ZrO2修饰Cu催化剂对甲醇吸附原位红外表征

通过原位红外漫反射实验比较研究了甲醇在Cu及ZrO2/Cu催化剂表面的吸附与反应,并且采用不同还原温度来处理催化剂,改变催化剂表面的氧含量,并进一步研究甲醇吸附和反应性能随着催化剂表面氧含量的变化规律.结果表明,甲醇在Cu催化剂表面反应生成吸附态甲醛物种,进一步生成CO2,而在ZrO2/Cu表面形成甲酸盐物种,并与表面氧进一步反应生成CO2.随着催化剂还原温度的升高,反应中间物进一步生成CO2的反应速率变慢,说明催化剂表面的氧物种含量决定着催化剂甲醇吸附中间物种的形成及反应速率.     

铜基甲醇催化剂的高温烧结

对Cu/Zn/Al/Zr甲醇合成催化剂进行高温烧结后采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射等手段对烧结催化剂进行了表征,并对它们的活性和机理模型进行了评价和研究.结果表明,在较高烧结温度下Cu/Zn/Al/Zr甲醇催化剂中的Cu和ZnO晶粒增大,并使催化剂的形貌从串珠状转变为颗粒聚集体;烧结温度越高,晶粒越易增大,因而催化剂活性越低.可采用方程k1/k10=A×t–B描述催化剂失活过程.结果表明,随着烧结温度由400升至500oC,其幂指数B由0.076增至0.171,而失活级数由14降至7.在较低烧结温度下,催化剂微晶在其表面的迁移和聚集是烧结失活的主要因素.随着烧结温度升高,原子通过气相形式迁移的贡献有所增加.     

直接甲醇燃料电池的Ir-Fe/C 阴极催化剂性能

合成了直接甲醇燃料电池的Ir-Fe/C阴极催化剂, 用X射线衍射(XRD)谱和X射线能量色散谱(EDS)等方法对该催化剂进行表征, 研究了碳载Ir-Fe(Ir-Fe/C)催化剂对氧还原的电催化活性和抗甲醇能力. 研究发现, 氧在碳载Ir(Ir/C)和Ir-Fe/C催化剂电极上还原的起始氧还原电位分别为0.57和0.65 V. 在0.2 V下的电流密度分别为4.6和5.8 mA/cm², 表明Ir-Fe/C催化剂对氧还原的电催化性能要优于Ir/C催化剂, 而且Ir-Fe/C催化剂也有很好的抗甲醇能力.     

在Mo-Bi-Ce/SiO_2催化剂上内扩散对甲醇氧化制甲醛Redox机理动力学的影响

在30—40目的Mo-Bi-Ce/SiO_2催化剂上,甲醇氧化制甲醛反应在动力学区域进行时,其动力学服从Redox 机理方程。当催化剂颗粒增大至2mm 时,内扩散对甲醇氧化制甲醛的反应影响严重,催化剂的有效因子在0.47—0.85之间,从Redox 机理方程出发,对此值进行了内扩散影响的理论分析。内扩散对Redox 机理方程的反应活化能的影响服从(15)式,并从实验上得到证实。用动力学方法测定了甲醇的扩散系数。     

甲醇氧化PtSnCo/C阳极催化剂

通过乙二醇液相分步还原法制备了金属质量分数为20%的PtSn/C二元及PtSnCo/C三元催化剂.采用X射线衍射(XRD)光谱法、能量散射谱(EDS)对催化剂进行了表征;通过阳极线性伏安扫描法(LSV)、连续循环伏安法(CV)、预吸附单层CO溶出法研究了其电化学性质.结果表明,PtSnCo/C三元催化剂较商业化JM-PtRu/C催化剂具有更好的氧化甲醇催化活性.循环伏安扫描100圈后发现,PtSn/C二元催化剂的甲醇氧化峰电流快速衰减到其初始氧化峰电流的11%左右,而PtSnCo/C三元催化剂仅衰减到其初始值的50%左右,这表明PtSnCo/C三元催化剂具有更好的化学稳定性.在PtSnCo/C催化剂上,甲醇氧化起始电位比直接吸附CO后的CO阳极溶出电位负,意味着甲醇在PtSnCo/C催化剂上氧化的中间产物不是CO,而是比CO更为活泼且易于氧化的中间物种.     

直接甲醇燃料电池阳极催化剂研究进展

 甲醇氧化电催化剂是决定直接甲醇燃料电池性能、寿命和成本的关键材料之一. 近年来人们从提高阳极催化剂活性和降低催化剂成本两个方面出发进行了大量的研究, 有力推动了直接甲醇燃料电池的发展. 在简要介绍电催化剂上甲醇氧化反应机理的基础上, 综述了近年来直接甲醇燃料电池阳极催化剂的研究进展, 从铂基催化剂、非铂基催化剂和催化剂载体三个方面进行了详细的介绍 (附有 58 篇参考文献), 并展望了甲醇电催化剂的发展趋势     

直接甲醇燃料电池阴极催化剂的研究进展

直接甲醇燃料电池阴极催化剂的研究进展;直接甲醇燃料电池;阴极催化剂;氧还原;耐甲醇     

微流控合成高活性甲醇氧化碳载铂钌电催化剂

报道了一种以微流控技术制备对甲醇具有高效电氧化催化活性的碳载PtRu催化剂(PtRu/C)的方法。 通过改变反应液在微流控反应器中的流速,得到了一系列纳米粒径分布在1.4~2.0 nm范围内的PtRu/C催化剂。 对这些催化剂进行电化学测试发现,当反应液以90 μL/min的流速流经微流控反应器时制得的催化剂具有最高催化活性。 进一步研究发现,这是由于在该流速制得的催化剂具有较大的电化学活性面积和较高含量的Pt(0)。 该种制备催化剂的方法在能源转化和环境领域有望被广泛使用。     

甲醇羰基化制醋酸铱基催化剂的研究

摘要 醋酸是一种重要的化工原料，甲醇羰基化是目前生产醋酸的主要方法， 铱基催化剂是最有发展前景的甲醇羰基化反应制备醋酸的催化剂。介绍了铱基催化 剂体系的催化机理、速度影响因素，并与铑基催化剂进行了比较．     

Study of Methanol Conversion over Fe-Zn-Zr Catalyst

The methanol conversion over Fe-Zn-Zr catalyst was studied at 0.1 MPa and 280-360℃. The experimental results indicate that the main products of methanol conversion are methane and butane, and that other hydrocarbons are scarcely produced.All results show that propylene is most probably the olefin formed first in methanol conversion rather than ethene over Fe-Zn-Zr catalyst.Methane is formed from methoxy group,and C_4 is possibly yielded on the surface from propylene through binding with a methoxy group.     

The Effect of Rare Earth on the Activity of Methanol Synthesis Catalyst

AlthoughtheCuO/ZnO/Al=O,cataIysthasbeenusedasasuccessfulmethan0lsynthesiscatalystfromCOhydrogenationformanyyears,itscatalyticactivityisnothighenoughf0rmethan0Isynthesisfr0mpureCO,hydrogenati0n.Manynewsynthesismethods,includingsol-gelco-precipitati0nmethodandultrasonicsynthesismeth0d,wereusedtopreparethemethanolsynthesiscatalyst"'.Intheliterature,manymetal0xidessuchasZrO,,Cr,O,,Ga,O,,Al,O,,SiO,andTiO,etc.wereaddedintocatalystt0improveitscatalyticactivityandmethanoIselectivity'~'.Howev…     

新型Ni－La催化剂催化甲醇气相羰基化反应

 制备和测试一种全新的甲醇气相羰基化催化剂。催化剂的活性金属为Ni, La为第二组分，本身无催化羰基化活性，采用一种我们自行开发的新型碳分子筛为载体。在制备过程中，采用了一种全新的负载路线，即：以Ni-La双核配合物为金属微晶的前体，使得Ni-La按确定的原子比混合，由此得到全新Ni-La羰基化催化剂。La有很强的助催化作用，与未添加La的Ni催化剂相比，Ni-La催化剂表现出更高的催化活性和选择性。     

New Rh—ZnO／Carbon Nanotubes Catalyst for Methanol Synthesis

A new catalyst for methanol synthesis,ZnO-promoted rhodium supported on carbon nanotubes,was developed.It was found that the Rh-ZnO/CNTs catalyst had high activity of 411.4mg CH3OH/g/cat/h and selectivity of 96.7% for methanol at 1 MPa and 523 K.The activity of this catalyst is much higher than that of NC 207 catalyst at the same reaction conditions.It was suggested that the multi-walled strueture CNTs favored both the couple transfer of the proton and clectron over the surface of the catalyst and the uptake of hydrogen which was favorable to methanol synthesis.     

Carbon Nanotubes Supported Pt-Ru-Ni as Methanol Electro-Oxidation Catalyst for Direct Methanol Fuel Cells

Carbon nanotubes (CNTs) supported Pt-Ru and Pt-Ru-Ni catalysts were prepared by chemical reduction of metal precursors with sodium borohydride at room temperature. The crystallographic properties and composition of the catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis, and the catalytic activity and stability for methanol electro-oxidation were measured by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), linear sweep voltammetries (LSV), and chronoamperometry (CA). The results show that the catalysts exhibit face-centered cubic (fcc) structure. The particle size of Pt-Ru-Ni/CNTs catalyst is about 4.8 nm. The catalytic activity and stability of the Pt-Ru-Ni/CNTs catalyst are higher than those of Pt-Ru/CNTs catalyst.     

Methanol Steam Reforming Reactions on CuZn（Zr）AlO Catalyst

The catalytic performances of methanol steam reforming reactions on CuZn(Zr)AlO catalysts were studied. When the ZrO2 promoter was added to a CuZnAlO catalyst, its methanol conversion, H2 production and H2 selectivity improved greatly. By using the (?)COPZr-2 catalyst as an example, which exhibited the best catalytic performance, the optimized reaction conditions were established to be:     

Methanol Tolerant PWA-Pt/C Catalyst with Excellent Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction in Direct Methanol Fuel Cell

It was reported for the first time that phosphorictungstenic acid （PWA） could promote the oxygen reduction reaction （ORR） and inhibit the methanol oxidation reaction at the cathodic Pt/C catalyst in the direct methanol fuel cell （DMFC）. When the weight ratio of PWA to Pt/C is 1, the composite catalyst increases the reduction current of oxygen by about 38% and decreases the oxidation current of methanol by about 76% compared with that of the Pt/C catalyst.     

甲醇在铁掺杂Pt-ZrO_2/C催化剂上的电氧化

应用溶胶-凝胶法制备不同铁掺杂量的ZrO2粉体,以ZrO2/C为载体制备Pt-Zr1-xFexO2/C催化剂电极.X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)表征载体及催化剂的表面形貌和晶体结构.结果表明,催化剂中Pt和ZrO2颗粒在活性炭表面均匀分布,铂颗粒尺寸为2~4 nm,ZrO2颗粒尺寸为3~7 nm.循环伏安法和计时电流法测定催化剂对甲醇电氧化作用,显示在ZrO2晶体中掺杂铁可以提高催化剂的甲醇电氧化活性.其性能与铁的掺杂量有关.