Pt/TiO2催化剂的载体结构对甲醇催化氧化性能的影响

二氧化钛载体包括二氧化钛纳米管阵列(TNTAs)和二氧化钛纳米线阵列(TNWAs)两种,载体的结构不同对催化性能有一定的影响。然而,Pt负载在TNTAs和TNWAs催化性能的比较鲜有报道。本文通过微波法制备了Pt/TNTAs和Pt/TNWAs两种催化剂,结果表明,Pt/TNTAs催化甲醇氧化效果要优于Pt/TNWAs。相较于Pt/TNWAs, Pt/TNTAs的优越催化性能可能与纳米管的限域效应有关。可见,载体的结构对催化剂的性能有很大的影响。     

基于一维TiO_2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

介绍了一种采用宽禁带半导体二氧化钛纳米管阵列薄膜材料制备β伏特效应同位素电池的方法.通过对金属钛片的电化学阳极氧化制备了垂直定向、有序排列的二氧化钛纳米管阵列薄膜,研究了退火条件对二氧化钛纳米管阵列薄膜半导体光电性能的影响.通过与镍-63辐射源的集成封装,形成三明治结构镍-63/二氧化钛纳米管阵列薄膜/钛片的β伏特同位素电池.实验结果表明,基于氩气氛围下450?C退火的黑色二氧化钛纳米管阵列薄膜具有高的氧空位缺陷浓度和宽的可见-紫外吸收光谱.在使用β辐射总能量为10 m Ci的镍-63辐射源时,同位素电池的开路电压为1.02 V,短路电流75.52 n A,最大有效转换效率为22.48%.     

镶嵌Pt的二氧化钛纳米管的合成及其光催化性能研究

以金红石相二氧化钛(TiO₂)粉体为原料,采用水热法合成了二氧化钛纳米管(Titania nanotubes,简写为TNTs),然后把H₂PtCl₆的无水乙醇溶液引入到TNTs中,得到镶嵌Pt的二氧化钛纳米管(Pt/TNTs)。利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见光谱(UV-Vis)对产物进行了表征,并重点研究了Pt/TNTs的光催化性能。结果表明,有直径约为3 nm的 Pt纳米粒子插入到了TNTs中,且Pt粒子以Pt单质的形式存在。Pt/TNTs在可见光区域表现出较强的吸收,并且其起始吸收带边发生明显红移。紫外光催化降解甲基橙实验结果表明,金红石相TiO₂,TNTs和Pt/TNTs对甲基橙溶液的降解率分别达到46.8%, 57.2%和84.6%,Pt/TNTs的光催化活性较金红石相二氧化钛粉体和纯TNTs有显著的提高。     

含贵金属的BaZrO3 储存NOx 催化剂结构及性能研究

用溶胶 凝胶法制备了钙钛矿型BaZrO3催化剂 ,再用等量浸渍法制备了Rh/BaZrO3样品 ,并制备了Rh/BaZrO3/γ Al2 O3和Pt/BaZrO3/γ Al2 O3催化剂 .对它们的NOx 储存量 (NSC)及其抗硫性能进行了测试 ,并用X射线衍射 (XRD)、X光电子能谱 (XPS)和傅里叶变换红外光谱 (FT IR)等方法研究了它们的结构及其对性能的影响 .结果表明 ,BaZrO3催化剂具有良好的储氮及抗硫性能 ,直接添加贵金属到BaZrO3中会使NSC降低 ,而混合γ Al2 O3后添加Pt或Rh可以大大提高NSC ,上述两种方式引入贵金属都能改善催化剂的抗硫性能 .     

氮掺杂碳纳米管负载铂催化剂的简易制备及催化性能

以氮掺杂碳纳米管为载体,在温和条件下采用简单的浸渍法制备得到铂催化剂,铂的粒径分布在4～7 nm,且氮掺杂碳纳米管无需进行预处理. 采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电镜和能量色散X射线仪等对Pt/CN_x催化剂进行了详细的表征. 结果表明,氮掺杂碳纳米管中高含量的氮原子能够有效俘获Pt(IV) 离子,且表面的含氮官能团及亲水性能的提高都有利于铂纳米粒子的分散. Pt/CN_x催化剂在烯丙醇加氢反应中表现出高的催化性能及循环使用性能,这是由于铂纳米粒子的高分散性及铂与载体间强的连接性阻止了Pt的流失及聚积,从而避免生成Pt黑导致失活等.     

聚乙二醇-b-聚(4-乙烯基吡啶)/氢氧化钇杂化纳米管在金纳米粒子负载方面的应用

利用聚乙二醇-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PEO-b-P4VP)胶束在氢氧化钇纳米管(YNTs)表面上的吸附,制备出被致密的P4VP内层和伸展的PEO外层包裹的杂化纳米管. 通过小分子交联剂1,4-二溴丁烷交联P4VP层可进一步稳定其结构. 然后将交联的杂化纳米管(CHNTs)作为金纳米粒子(GNPs)催化剂的新型纳米载体. 金纳米粒子被负载在交联杂化纳米管的P4VP层中(GNPs/CHNTs),并应用于催化对硝基苯酚的还原反应. 结果表明,这种新型的纳米载体在水溶液中具有良好的分散性, 对金纳米粒子有很高的负载效率(0.87 mmol/g),负载的金纳米粒子保持了很高的催化活性(12.9 μmol^-1min^-1),且GNPs/CHNTs有较好的可重复使用性.     

纳米碳管作为氧扩散电极催化层第二相碳载体的电极特性

以纳米碳管和活性碳二元碳材料为催化层碳载体制备了氧扩散电极,采用稳态极化和电化学阻抗技术对其在碱性介质中氧还原反应的电催化活性进行了研究.结果表明,双载体电极比单载体纳米碳管、活性炭电极具有更高的电催化活性,纳米碳管和活性炭质量比为50∶50时双载体电极的催化活性最好;电极动力学参数测试表明,催化层中引入第二相纳米碳管载体提高了电极比表面积、电子导电性和氧还原反应速度;采用浸渍还原法在第二相纳米碳管载体中负载纳米级Pt催化剂,即使在低Pt负载量下(45.7μg/cm2)也明显改善了双载体电极的催化活性.阻抗测试表明,载Pt与未载Pt催化剂的双载体电极均受氧在薄液膜中的扩散控制.     

不同催化剂对热解法制备CNx纳米管的影响

利用铁、钴、镍以及二茂铁为催化剂在高温下热解乙二胺制备CNx纳米管,研究了不同催化剂对CNx纳米管的形貌、结构及产量的影响,并对其催化机理进行了初步讨论.二茂铁和铁催化都能制备出“竹节状”结构的CNx纳米管,但产量较低.钴催化生成CNx纳米管多弯曲,管壁多褶皱,产量较高.镍催化只生成了直径500nm左右的螺旋管.拉曼光谱研究进一步表明,二茂铁催化生成“竹节状”结构CNx纳米管由于氮的掺杂程度相对较高而结晶有序度较低.     

有序TiO2纳米管阵列结构的可控生长及其物相研究

分别在HF水溶液、含NH₄F和H₂O的乙二醇有机溶液中对Ti箔进行阳极氧化,得到TiO₂纳米管阵列结构.该结构高度有序、分布均匀、垂直取向,且通过阳极氧化工艺条件(如阳极氧化电压、电解液的选择与配比以及氧化时间等)可实现对其结构参数(如管径、管壁厚度、管密度、管长等)的有效控制.利用XRD研究了TiO₂纳米管阵列的物相结构.结果表明：退火前的TiO₂纳米管阵列为无定形结构;分别在真空和氧气氛中50 关键词： 2纳米管阵列')" href="#">TiO₂纳米管阵列 阳极氧化 可控生长     

铂修饰花状石墨烯催化还原CO_2反应

为了利用太阳能将CO_2选择性转化为高价值化工品,首次制备了担载于泡沫铜的载铂花状石墨烯电阴极与镀铂TiO_2纳米管光阳极协同光电还原CO_2。阴极催化剂的SEM图显示,载铂石墨烯呈现明显的花状结构,而阳极载铂二氧化钛纳米管的XRD图显示,经过反应的二氧化钛纳米管结构稳定,表明在反应过程中二氧化钛纳米管能够稳定的提供协同催化作用。与纯光照或纯电催化还原CO_2相比,光电协同催化有效提高了CO_2还原效率,使得产物C原子转化率达到998.6 nmol/(h·cm~2)。     

原位红外光谱研究Pt/FeO_x催化剂的CO氧化反应机理

低浓度CO氧化是催化领域的重要研究方向之一,在大气污染治理、CO气体防护面具、燃料电池气体净化、CO气体传感器、封闭式CO2激光器等方面具有重要应用前景。近年来,我们课题组采用胶体沉积法制备出Pt/FeOx催化剂,该催化剂具有良好的CO低温催化氧化性能[1,2]。利用原位红外光谱监测Pt/FeOx催化剂上的低温CO氧化反应过程,研究结果发现氧气活化能力对Pt/FeOx催化剂的低温CO催化性能影响较大。     

Ag修饰TiO2纳米管紫外探测器的构筑及性能研究

以液相沉积法在FTO衬底上制备了TiO_2纳米管阵列,在室温下利用光沉积法在TiO_2纳米管表面修饰金属纳米Ag颗粒,并采用SEM、EDS、XRD对样品的形貌、成分、结构等进行表征.实验结果表明,制备的TiO_2纳米管分布均匀,由锐钛矿相组成,并在管壁有明显的纳米Ag颗粒附着.以Pt为对电极制备了Ag/TiO_2纳米管紫外探测器,光响应测试结果表明,Ag/TiO_2纳米管紫外探测器具有可见光盲特性,可以实现对紫外光的探测.与TiO_2纳米管紫外探测器相比,Ag修饰TiO_2纳米管紫外探测器光电流密度提高至91μA/cm2,开关比可达2 251,紫外探测性能显著提高.     

钨掺杂氧化钛纳米管光催化降解结晶紫染料的性能

采用水热合成法制备了介孔TiO2纳米管,并以介孔TiO2纳米管为载体,钨酸铵为钨源,采用传统浸渍方法制备了WO3/TiO2纳米管复合材料.讨论了以WO3/TiO2纳米管为催化剂,影响结晶紫光催化降解率的主要因素,实验结果表明:光催化降解结晶紫溶液较好的符合一级反应动力学过程.以500℃焙烧的WO3/TiO2纳米管复合材料为光催化剂,当催化剂用量为500mg/L,结晶紫溶液的起始浓度20mg/L时,光照90min,结晶紫的降解率达到95％以上.另外,催化剂具有较高的稳定性,失活后的催化剂可以通过简单的培烧再生.     

氮化硼纳米管阵列储氢的计算机模拟

采用巨正则蒙特卡罗方法模拟常温、中等压强下单壁氮化硼纳米管阵列的物理吸附储氢,重点研究压强、纳米管阵列的管径和管间距对单壁氮化硼纳米管阵列物理吸附储氢的影响.计算结果表明,氮化硼纳米管阵列的储氢性能明显优于碳纳米管阵列,在常温和中等压强下的物理吸附储氢量(质量百分数)可以达到和超过美国能源部提出的商业标准.并给出相应的理论解释.     

N-F共掺杂锐钛矿二氧化钛(101)面纳米管的第一性原理研究

共掺杂是提高二氧化钛纳米管可见光催化性能的一种有效方式. 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 研究了N单掺杂、F单掺杂及N-F共掺杂二氧化钛纳米管的原子结构、电子性质和光学性质. 计算结果表明, 相比N单掺杂和F单掺杂, N-F共掺杂二氧化钛纳米管的形成能更低, 掺杂后的体系热力学稳定性更好. 此外, 相比未掺杂时的带隙, N-F共掺杂后体系的带隙变化最多, 减少了0.557 eV, 而这主要源于价带顶附近的杂质能级的贡献. 此外, 通过分析掺杂后的光催化活性发现, N-F共掺杂时纳米管的还原性和氧化性都有所降低, 但并没有丧失活性, 并且光吸收谱表明, 共掺杂体系的红移现象最为明显. 因此, N-F共掺杂可有效提高二氧化钛纳米管可见光的光催化性能.     

不同催化剂热解法制备硼碳氮纳米管过程中的影响

对以钴、镍、钴/镍、钴/二茂铁、镍/二茂铁和二茂铁为催化剂高温热解法制备的硼碳氮（BCN）纳米管的结构、产率等的影响进行了分析.实验中发现催化剂在BCN纳米管的生长过程中有重要作用.高分辨率透射电子显微镜图像显示在860℃时，以镍/二茂铁、钴/二茂铁为催化剂生成的BCN纳米管具有“竹节状”结构，且管壁较薄，镍、钴或镍/钴作催化剂生成的BCN纳米管不具有明显的“竹节状”结构，管壁较厚，且粗细不均匀，而以二茂铁作催化剂没有BCN纳米管生成.在所有生成的BCN纳米管中含有催化剂颗粒.通过对生成的BCN纳米管的结 关键词： BCN纳米管 热解 催化剂 拉曼光谱     

PtCu二元金属催化剂抗CO中毒性能的理论研究

基于密度泛函第一性原理研究了M-graphene(M=Pt,Cu,PtCu;graphene:pristine,Stonewales,Single-vacancy graphene)催化剂的抗CO中毒能力.对于纯Pt和纯Cu吸附在石墨烯上时,Pt的吸附能力最强,吸附结构最稳定.当Pt中掺杂Cu后,PtCu二元金属催化剂在石墨烯上的吸附结构的稳定性进一步增强.通过对M-graphene-CO吸附结构的研究,发现以缺陷石墨烯为载体的金属催化剂的抗CO中毒能力优于以原始石墨烯为载体的同种金属催化剂,PtCu二元金属催化剂抗CO中毒能力明显好于纯Pt和纯Cu的抗毒性.因此,缺陷石墨烯载体以及掺杂Cu的PtCu二元金属催化剂,对于提高催化剂的稳定性和抗CO中毒能力起到了重要的作用.     

化学镀制备镍纳米线/管阵列铂钯催化剂载体

以阳极氧化铝作为模板,用化学镀的方法制备了可以用作铂钯复合催化剂载体的镍纳米线和纳米管阵列,利用置换反应将铂钯复合催化剂沉积在镍纳米阵列材料上．SEM图片表明镍纳米线的平均直径 为100 nm,镍纳米管的平均内径为20 nm． EDS扫描的结果表明铂钯元素均匀地分布在阵列材料上．循环伏安研究发现载有铂钯催化剂的镍纳米管阵列对乙醇氧化的电催化活性明显高于载有铂钯催化剂的镍纳米线阵列．     

具有泡沫镍载体的气液固三相微反应器转化特性

三维结构泡沫镍作为催化剂载体,不仅可以增加催化剂的负载面积,而且其相互连通的孔结构使其内部气液两相反应物的扰动增强,从而强化传质。本文通过SEM、UV吸收光谱,超声震荡等表征和硝基苯催化加氢性能测试,考察了泡沫镍上不同涂层对于钯离子吸附、钯催化剂形貌、负载强度以及微反应器性能的影响。同时,进一步研究了多巴胺浓度,浸渍时间对于聚多巴胺涂层形成进而对钯离子吸附性能的影响。结果表明:与二氧化钛涂层相比,聚多巴胺涂层负载的钯催化剂具有更好的负载强度和转化性能;聚多巴胺涂层对钯离子的吸附能力随着多巴胺浓度和浸渍时间的增加而增加。     

甲烷部分氧化制合成气Pt/Al_2O_3催化剂的表征及其反应性能评价

采用浸渍法制备了3种不同负载量的Pt/Al2O3催化剂,考察了催化剂的甲烷选择氧化性能,并用程序升温还原技术,程序升温脱附技术以及微型脉冲催化色谱技术对催化剂进行表征。结果表明,随着Pt的负载量升高,甲烷催化氧化的性能也越好,对CO与H2的选择性也越高。其中,在750℃原料气组成CH4/O2为2∶1,4%Pt负载量的催化剂,甲烷转化率达到98%以上。