氮掺杂中空环形碳的制备及其可逆锌-空电池性能

将Co基金属有机框架材料(二甲基咪唑钴,ZIF-67)与多巴胺经原位吸附、聚合、碳化、活化,制备高吡啶氮、石墨氮掺杂的中空环形碳(N-doped hollow cycle-like carbon,NHCC),并考察了其氧催化性能。结果表明,最优条件制备的NHCC-0.4氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)半波电位0.782 V;氧析出反应(oxygen evolution reaction,OER)达到10mA/cm²的电流密度,过电位为277 mV,低于同载量标准催化剂RuO₂(341 mV);同时,其电位差值(0.725 V)低于标准催化剂电对Pt/C||RuO₂(0.755 V),表明具备优异的可逆充放电性能。以NHCC-0.4||NHCC-0.4为空气电极的锌-空电池开路电位1.445 V、功率密度138 mW/cm²,可逆充放电循环老化电位差稳定于1.01 V,显著优于标准催化剂Pt/C||RuO₂空气电极(1.348 V,108 ...     

高水热稳定性加氢脱氧催化剂Pt/Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)的制备及其性能研究

分别采用共沉淀法和溶胶凝胶法制备了具有高水热稳定性的Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)载体,并通过浸渍法制得高分散Pt/Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)催化剂,分析了短链脂肪醇作为氢供体用于香兰素加氢脱氧反应的催化性能.实验结果表明,复合氧化物催化剂Pt/Ce_(0.5)M_(0.5)O_2(M=Zr,Ti)具有高的水热稳定性和优良的加氢脱氧活性,且Pt/Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2较Pt/Ce_(0.5)Ti_(0.5)O_2的催化性能更胜一筹,催化剂的加氢脱氧性能与其表面的酸性质以及贵金属Pt在载体上的高度分散有关.短链脂肪醇作为含氢的有机小分子,可作为氢源替代氢气,是理想有效的氢供体.     

基于类石墨相碳三氮四纳米片与砷的电子转移效应的亚砷酸根检测方法

建立了一种基于类石墨相碳三氮四纳米片（g-C3N4 NSs）与砷之间的电子转移效应的亚砷酸根电致化学发光（ECL）检测方法。g-C3N4在S2O2-8共反应剂中发射强的阴极ECL信号。将富含G/T碱基的DNA（（GT）19）组装到金纳米粒子修饰的g-C3N4（Au-g-C3N4）电极表面,（GT）19可以特异性吸附亚砷酸根,并且其DNA结构发生改变,从而拉近亚砷酸根与Au-g-C3N4之间的距离。g-C3N4和亚砷酸根之间发生电子转移,进而使g-C3N4的ECL强度降低。据此建立了亚砷酸根检测方法,线性范围为0.150mg·m-3,检测限为0.07mg·m-3,对实际水样进行加标回收实验,结果表明该方法具有很高的实用性。     

氮掺杂中空碳球用于电催化合成H2O2

以SiO₂为模板、盐酸多巴胺为原料前驱体,通过自聚合和高温热解等步骤,制备了分级多孔的氮掺杂中空碳球(NHCS),并将其用于电催化氧还原反应合成H₂O₂。结果表明,NHCS电催化合成H₂O₂性能随着氮掺杂量的降低呈现先增加后减小的趋势,含有更高吡咯氮和石墨氮比例的碳材料表现出最优的电催化合成H₂O₂性能。采用旋转圆盘环盘电极(RRDE)测试时,NHCS催化氧还原反应(ORR)合成H₂O₂的选择性达到90%以上。在H型电解池中测试时,循环使用6 h时H₂O₂的累积量达到1 050 mg/L,法拉第效率保持在90%。NHCS优异的电化学性能主要归因于其多孔结构和氮掺杂：丰富的中空、分级多孔结构有利于H₂O₂快速扩散;合适的氮掺杂有利于催化剂活性和H₂O₂选择性的提升...     

以活性炭为载体的碳化钼催化剂在香兰素加氢脱氧反应中的作用

XRD,TEM,N2-吸附等表征手段表明,在700℃下以碳热氢还原方法制备的粒径在1~4nm的β-Mo2C,能够均匀分散在活性炭载体上.在温和条件(100℃,氢压1.0MPa,3h)下,以水作为反应溶剂,质量分数为20.0%的Mo2C/AC催化剂催化香兰素的加氢脱氧反应转化率高达93.2%,2-甲氧基-4-甲基苯酚的选择性达到53.8%.随着负载量的增加,Mo2C/AC催化剂的比表面积呈下降趋势,其活性先增强后减弱,而当负载量增加到一定程度后,Mo2C粒子在载体上发生团聚,导致催化活性大幅度降低.根据原料和产物浓度随时间的变化曲线,提出加氢脱氧反应以香兰醇作为中间产物,经过2步加氢步骤生成2-甲氧基4-甲基苯酚,且第1步加氢反应速率大于第2步.使用多次后,Mo2C/AC催化剂的催化活性几乎不变,说明其具有工业应用前景.     

蛋壳型Pt/α-Al2O3催化剂催化6-氯-3-硝基甲苯-4-磺酸液相连续加氢合成CLT酸的研究

以稳定态晶型α-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了低负载量蛋壳型 Pt/α-Al2O3催化剂,使用涓流床反应器,将该催化剂应用于6-氯-3-硝基甲苯-4-磺酸液相催化加氢合成 CLT 酸的反应,考察了Pt的负载量、催化剂的还原方式、催化剂的焙烧温度等对6-氯-3-硝基甲苯-4-磺酸液相催化加氢合成 CLT 酸的影响.实验结果表明： Pt 负载量的质量分数为0.15%,催化剂焙烧温度为400℃,氢气还原300℃×2 h时,6-氯-3-硝基甲苯-4-磺酸的转化率高达97%,并且有效抑制了脱氯反应的发生.此外, XRD、TEM和EDS表征结果表明：活性组分Pt以纳米颗粒形式存在,尺寸极小且在α-Al2O3载体上高度分散,这有利于6-氯-3-硝基甲苯-4-磺酸液相催化加氢合成CLT酸.     

钴席夫碱配合物电催化还原CO_2研究

报道了3例含不同官能团的单核席夫碱(N,N'-双(水杨醛)-1,2-苯二胺)钴(Ⅱ)配合物在无水有机溶剂和在含10%H_2O的有机溶剂中的电催化还原CO_2性能.同时,通过研究配合物电子效应对其催化性能影响实验发现:具有吸电子基团(-F)的配合物1表现出最低的催化起始电位(Eonset=-1.55 V相对于Ag/AgCl),而具有给电子基团(-OCH3)的配合物3则具有最高的催化活性,其催化转换频率和法拉第效率分别为620 s-1和68.5%.以上结果表明,钴席夫碱配合物具有高活性和高选择性电催化还原CO_2性能,而且通过对分子催化剂电子效应的调控可以实现对其催化活性的优化.     

氮掺杂生物炭活化过硫酸盐去除罗丹明B

以椰壳生物质为碳源、尿素和烟酰胺为氮源,采用浸渍-热解法制备了氮掺杂生物炭(NBC),并以该碳材料作为过硫酸盐(PS)去除罗丹明B(RhB)的活化剂.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等技术对材料的结构、形貌及组成进行表征,并考察了材料的催化性能以及去除RhB的机理.结果表明...     

4,4'-二(亚甲基)联苯桥连双核茂金属钛化合物的合成及催化乙烯聚合

以四氢呋喃(THF)为溶剂,由CpTiCl 3和CpZrCl3·DME分别与[NaCp(CH2 Ph-p-PhCH2)CpNa]反应,合成了新型的4,4'二(亚甲基)联苯桥连双核茂金属钛、锆化合物--[(C5 H 5)MtCl2][(C5 H4)CH2-C6H4-C6 H4-CH2(C5H4)][(C5H5)MtCl2][Mt=Ti(3),Zr(4)].用1H NMR和元素分析进行了表征.以配合物(3)为催化剂,经甲基铝氧烷(MAO)活化,能催化乙烯聚合.系统考察了催化剂浓度、[Al]/[Cat]摩尔比、温度和时间对(3)/MAO催化乙烯聚合反应的影响.结果表明化合物(3)催化活性高于1,4'-二(亚甲基)苯桥连双核钛(5)/MAO、1,4'-二(亚甲基)苯桥连双核锆(6)/MAO和Cp2TiCl2/MAO、Cp2ZrCl2/MAO的催化体系.升高温度引起聚乙烯相对分子质量的下降.随着聚合时间的延长,聚乙烯的相对分子质量增大.(3)/MAO催化所得聚乙烯的相对分子质量分布较宽为4.28.     

介孔ZSM-5的制备、改性及其催化纤维二糖醇解的研究

以脱硅法制得介孔分子筛HZSM–5为载体,通过浸渍负载四氯化锡(SnCl_4·5H_2O),再经1mol·L~(-1)的硫酸处理后得到改性的SO_4~(2-)/Sn–ZSM-5分子筛催化剂.采用XRD、氮气物理吸附、SEM和X射线能谱对合成的SO_4~(2-)/Sn–ZSM-5催化剂进行了结构表征.结果发现,经负载和酸化后的催化剂仍然具有丰富的介孔结构和较大的比表面积(325.28 m~2/g).将该催化剂用于催化纤维二糖的醇解,并探讨了反应温度、反应时间、催化剂用量等对总糖收率的影响.结果表明,当纤维二糖和甲醇用量分别为200 mg和20 mL,反应的最佳条件是:催化剂的用量为3.0 mg,反应温度为150?C,反应压力3 MPa,反应时间4 h,总糖的收率可达88%.上述表明SO2-4/Sn–ZSM-5为催化纤维二糖醇解的一类优良催化剂.     

甲酸铵Pd/C体系进行胺化反应的研究

介绍了一种用于羰基胺化的合成方法.该方法以酮为底物,HCOONH₄为氢源和氮源,Pd/C为催化剂,CH₃OH与H₂O为溶剂,对羰基进行还原胺化制得相应的胺.甲酸铵作为氢供体,具有廉价、易得、还原性能好等优点,Pd/C催化加氢可使反应在温和的条件下进行.该方法反应速度快、后处理方便、选择性好.最佳反应条件：常温常压、CH₃OH∶H₂O(V∶V)=9∶1、HCOONH₄∶原料∶Pd/C(M∶M∶M)=100∶10∶1.实验过程中,分别对2-金刚烷酮;5-氨基羟基-2-金刚烷酮;3-奎宁酮进行了胺化反应研究,获得较好的结果,产物均经¹H-NMR、GC-MS或MS确证结构.     

碳纳米管沉积铂修饰电极的制备和分析应用

制作了碳纳米管沉积铂修饰玻碳电极(CNT-Pt/GCE),以半胱氨酸为样品研究了该修饰电极的分析性能.该电极在硫酸溶液中具有显著电催化氧化作用,当pH值小于2时,CNT-Pt/GCE在0.55 V左右得到半胱氨酸的氧化峰,峰电位比Pt电极(0.7 V)负移,而且峰电流密度明显增加,大约是Pt电极的3倍.研究了多种实验条件对峰电流的影响,并探讨了半胱氨酸在CNT-Pt/GCE上的催化氧化机理.结果表明,CNT-Pt/GCE具有优良的分析性能,有可能为提高电化学分析灵敏度做出贡献.     

基于聚丙烯腈纤维膜的高强度复合隔膜的制备

静电纺丝聚丙烯腈(PAN)纤维膜具有孔隙率高和电解液吸收率高等优点,但纤维膜的强度差,难以满足隔膜在装配过程中的受力要求。以PAN纤维膜为基体,通过开环聚合反应引入聚环氧乙烷(PEO)和SiO_2填料,制备了拉伸强度达到14. 7 MPa的新型PAN/PEO-SiO_2复合隔膜,该复合隔膜在高温下具备优异的尺寸稳定性。电化学交流阻抗测试表明:与PAN纤维膜相比,复合隔膜的离子电导率更高,达到2. 72 mS/cm;该复合隔膜与锂金属电极之间的界面电阻仅为146Ω,小于PAN纤维膜。电池充放电性能测试表明:PAN/PEO-SiO_2复合隔膜在高放电倍率(2. 0 C)时放电比容量仍有112. 1 mAh/g,与低放电倍率(0. 2 C)时相比,容量保留率到达75. 3%;在放电倍率0. 5 C时循环50圈后放电比容量仍有141. 4 mAh/g。     

低碳醇用于香兰素加氢脱氧催化反应的试验

在一系列Mo2C/AC催化剂上，研究了短链低碳醇作为氢供体在香兰素加氢脱氧催化反应中的作用.实验表明，在香兰素的加氢脱氧催化反应过程中，乙醇不仅作为溶剂，同时也是较理想的氢供体.20% Mo2C/AC催化剂具有最佳的催化性能，在200 ℃温度下，香兰素的转化率达28.2%，4 甲基愈创木酚的选择性高达94.2%，其加氢脱氧活性主要与催化剂中高分散的βMo2C纳米粒子有关.     

配合物[Ni(EDTB)]·2ClO_4·2CH_3CH_2CH_2CH_2OH的合成、晶体结构及其催化尿素水解的活性

报道了含对称六齿配体N,N,N′,N′-四(2′-苯并咪唑甲基)乙二胺(EDTB)的单核镍(Ⅱ)配合物[Ni(EDTB)]·2ClO4·2CH3CH2CH2CH2OH的合成、晶体结构及催化尿素水解的活性.该配合物为三斜晶系,P 1空间群,a=1.022 97(12)nm,b=1.281 81(15)nm,c=1.853 0(2)nm,α=72.470(2)°,β=77.400(2)°,γ=81.603(2)°,V=2.252 7(4)nm3,Z=2,F(000)=1 032,Dc=1.454g/cm3,Mr=986.53,μ(MoKα)=0.618mm-1.最终因子R[I2σ(I)]:R1=0.066 8,wR2=0.181 4;R(全部数据):R1=0.070 5,wR2=0.184 7.结构分析表明,镍(Ⅱ)分别与配体中的4个苯并咪唑氮原子和2个胺基氮原子配位,形成一个六配位的畸变八面体.荧光光谱法实验表明,该配合物具有催化尿素水解的活性.     

助剂对负载型镍催化剂催化性能的影响

应用XRD、TPR和催化活性评价手段,考察了助剂对CH4与CO2重整制合成气的负载型Ni催化剂的最大分散量和其催化性能的影响.实验结果表明,在反应温度为750 ℃和空速为2500 h-1下,NiO载量为14%NiO/γ-Al2O3催化剂具有最佳的反应性能,NiO在γ-Al2O3表面上最大分散量为0.238 g NiO/gγ-Al2O3(相当于0.112 g NiO/100 m2γ-Al2O3),其最大分散量随MgO、La2O3助剂的添加不同程度地增大;助剂能影响负载型Ni催化剂的催化性能,MgO、La2O3的添加对改善Ni催化剂的重整活性和抗积炭能力有明显效果.     

Preparation of Cex Zr1-x-AI mixed oxides and investigation of the palladium-only three-way catalytic performance

利用溶胶-凝胶法和超临界干燥法相结合的技术制备了系列CexZr1-x-A1复合氧化物,采用BET、XRD等技术进行了表征,并研究了其负载Pd催化剂的三效性能.BET和XRD结果表明,CexZr1-x-A1复合氧化物具有良好的热稳定性,经1 100℃焙烧4 h后仍具有较大比表面积(＞95 m2·g-1),无α-A12O3产生.TEM和催化剂活性评价表明,含有铈锆固溶体的负载Pd催化剂具有良好的催化活性和耐热稳定性,其中Pd/Ce0.75Zr0.25-A1的催化性能最好,CO、C3H6、NO和NO2的起燃温度(T20%)分别为140、268、340、175℃,经1 100℃焙烧4 h后对各气体组分的完全转化温度仅提高10～20℃.     

甲烷催化燃烧催化剂的研究进展

综述了甲烷催化燃烧催化剂的研究现状，介绍了近年来有关Pd，Pt，Rh，Au等贵金属和金属氧化物催化剂的制备方法及催化性能方面的研究结果，指出了催化活性和高温催化稳定性是评价甲烷燃烧催化剂性能的两个关键因素．通过掺杂一些金属和金属氧化物，不但可以提高高活性贵金属催化剂的热分解温度，还可以提高高温催化剂(如钙钛矿和六铝酸盐材料等)的催化活性．     

质子交换膜燃料电池阳极电催化剂制备

采用液相化学还原法制备了不同反应温度下单壁碳纳米管(SWCNTs)负载型的质子交换膜燃料电池阳极电催化剂PtRu/SWCNTs(Pt和Ru的质量分数分别为20%和10%). 对催化剂进行了XRD和TEM表征,并估算了催化剂上金属的粒径、晶格参数和比表面积.研究了阳极催化剂层中PtRu/SWCNTs催化剂用量、Nafion含量和PTFE含量对单电池性能的影响.结果表明,反应温度为60 ℃时,PtRu/SWCNTs催化剂具有较小的粒径和较大的比表面积.阳极催化层中催化剂最佳用量和Nafion与PTFE最佳含量分别为0.6 mgPt/cm2、7%和为5%.在阳极和阴极催化剂层中Pt用量均为0.6 mg·cm-2,甲醇浓度和流量分别为2.5 mol·L-1和0.6 mL·min-1,阴极氧化剂空气操作压力和温度分别为0.2 MPa和 80 ℃,单电池开路电压为0.6 V左右的条件下,0.3 V和0.2 V时电流密度分别为72 mA·cm-2·mg-1 Pt和120 mA·cm-2·mg-1 Pt.     

Sn/Pt[111]修饰电极对甲醇氧化的电催化

将Pt[111]电极分别浸在SnSO4 、Sn(SO4 )2 、SnCl4 溶液中,形成的Sn/Pt[111]修饰电极对甲醇氧化的催化效果不一样. 当浸渍溶液为Sn(SO4 )2 或SnCl4 时,在较高电势(0.8 V以上),Sn 能提高Pt[111]电极的电催化活性. 当浸渍溶液为SnSO4 时,Sn 却表现出阻碍作用.研究中还发现,吸附了Sn 的Pt[111]电极灼烧后表现出的催化活性超过浸渍形成的Sn/Pt[111]修饰电极.