花生壳基多孔碳负载Pd-Co催化剂应用于碱性介质中电氧化甲醇

以花生壳为原料,经KOH活化制备花生壳基多孔碳（HC）。氮气吸附-脱附研究表明,所获得的多孔碳的总表面积高达1 645 m²·g^-1。采用浸渍还原法制备了以HC为载体的Pd-Co/HC催化剂。X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）分析表明,催化剂中的Co主要以Co和CoO的形式存在,Co进入Pd的晶格并形成Pd-Co合金。Pd-Co/HC_0.5-700的透射电子显微镜（TEM）结果显示,Pd-Co纳米颗粒具有较小粒径（约4 nm）且成功地分散在HC上。Pd-Co/HC_0.5-700在碱性介质中电催化氧化甲醇时表现出优秀的电催化活性、稳定性和CO耐受性,这种显著的高性能可以归因于生物质载体大的表面积和Co的成功掺杂。     

高催化活性Pd-Co3O4/MWCNTs催化剂对甲醇氧化的电催化性能

以Co(NO3)3·6H2O为钴源,聚乙二醇(PEG)20000为表面活性剂,与多壁碳纳米管(MWCNTs)混合后通过水热氧化法成功地合成了表面均匀分布纳米絮状Co3O4的MWCNTs复合物,进一步还原Pd的前驱体而制备得到Pd-Co3O4/MWCNTs复合催化剂.利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及X射线粉末衍射(XRD)等手段对样品的形貌和晶型结构进行了表征,结果表明Pd纳米粒子为面心立方晶体结构,均匀地分布在Co3O4修饰的MWCNTs表面.用循环伏安法和计时电流法表征结果表明:催化剂Pd-Co3O4/MWCNTs具有较大的电化学活性表面积,在碱性介质中对甲醇氧化具有更高的电催化活性和稳定性.研究结果表明,过渡金属氧化物纳米Co3O4颗粒在提高直接甲醇燃料电池(DMFC)催化性能研究中具有十分重要的作用,是一类很有潜力的载体催化剂.     

Co/Ce0.5Zr0.5O2催化剂的制备及甲烷部分氧化制合成气

利用共沉淀法制备了具有介孔结构的Ce_0.5Zr_0.5O₂固溶体载体,然后浸渍不同质量分数(10%、20%、30%)的活性组分钴,制备了系列Co/Ce_0.5Zr_0.5O₂催化剂。利用N₂物理吸附(BET)、X射线粉末衍射(XRD)、H₂-程序升温还原(H₂-TPR)、扫描电子显微镜(SEM) 、透射电子显微镜(TEM) 、 程序升温氧化(TPO)和热重(TG)等手段对制备和反应后的催化剂进行了表征,研究了它们对甲烷部分氧化制合成气反应的催化性能。研究结果表明,铈锆固溶体负载的钴比较容易被还原,该系列催化剂具有较高的活性和对H₂及CO的选择性,且随Co含量的增加,催化剂的活性和对H₂和CO的选择性得到提高的同时,也增强了催化剂的抗积炭性能。     

炭黑负载Pd-Co双金属催化剂对葡萄糖氧化的电催化性能

采用硼氢化钠还原法,制备了炭黑负载的Pd及Pd Co双金属催化剂,研究了葡萄糖在不同催化剂上的氧化行为.通过X射线粉末衍射、透射电镜及X射线光电子能谱及电化学活性面积测定对催化剂进行了表征;利用循环伏安、及计时电流等电化学测试方法研究了Pd负载量及Pd/Co质量比对Pd-Co/C催化剂的葡萄糖电催化氧化活性与稳定性的影响.结果表明,当Pd的负载量为5%、Pd/Co质量比为3时,所得Pd_3Co_1/C催化剂对葡萄糖的电催化氧化活性与稳定性明显优于Pd/C催化剂,且单金属Co/C催化剂没有催化活性.钴助剂的引入提高了Pd的分散度,增大了电化学活性面积,从而提高了Pd的利用效率与催化性能.     

Ce改性Co/SEP催化剂对乙醇重整制氢的影响

采用海泡石（SEP）为载体,通过化学沉淀法制备了Co/SEP和Co-Ce/SEP催化剂,对催化剂进行X射线衍射（XRD）、H₂-程序升温还原（H₂-TPR）和透射电镜（TEM）等表征。结果表明,Ce的加入显著改善催化剂的分散度和还原性;两种催化剂应用于乙醇重整制氢实验,考察Ce的加入、反应时间、反应温度和水碳比（S/C比）对制氢的影响。结果表明,在WHSV为20.5h^-1,水碳比（S/C）为3,反应温度600℃时,Co-Ce/SEP乙醇转化率和氢气产率达到最高,分别为85%和65%。同时Ce的添加能使Co-Ce/SEP拥有更优的活性和稳定性。     

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.     

Se掺杂WO3·0.5H2O/g-C3N4光电催化剂的析氢反应性能

以二氰二胺、硒粉和钨酸钠为前驱体,采用一锅法成功制备出Se掺杂WO₃·0.5H₂O/g-C₃N₄(Se/WCN)催化剂。并采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对样品的物相结构、形貌及化学组成进行表征。与原始的WO₃和g-C₃N₄相比,Se/WCN催化剂的起始电位降到了-0.75 V(vs RHE),电流密度高达70 mA·cm^-2,表现出更高的电催化活性。而光照后,Se/WCN的催化性能进一步提升,起始电位从-0.75 V(vs RHE)降至-0.65 V(vs RHE),电荷转移电阻由371.4Ω减小到310.0Ω。     

有序介孔二氧化硅-碳纳米管复合材料载Pt 及其电催化性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为结构导向剂, 正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 通过添加碳纳米管(CNTs), 制备介孔二氧化硅包覆碳纳米管网状结构的复合材料(C/Si). X 射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)显示, 介孔二氧化硅的孔道结构高度有序, CNTs 均匀分散于二氧化硅刚性骨架中. 以其为载体微波负载制备了Pt-C/Si-x 纳米粒子催化剂,研究了催化剂在硫酸和甲醇溶液中电催化性能, 结果表明, 具有较高导电性能的复合材料保持了二氧化硅的均匀的孔道结构有利于电解液存储和质子传输, 使得该催化剂显示了良好的电催化活性. 其中碳纳米管添加含量为40 mg 时,催化剂在H₂SO₄ 电解液中的电化学活性面积高达120.9 m²·g^-1, 远大于Pt/CNTs 的电化学活性面积, 对甲醇的催化峰电流也达80.3 mA·cm^-2. 预示其作为直接甲醇燃料电池催化剂载体具有良好的应用前景.     

纳米氧化锰负载钛基电催化膜制备及处理含酚废水性能研究

以多孔钛膜为基膜,醋酸锰为锰源,采用溶胶凝胶法制备出负载纳米氧化锰的钛基电催化膜（nano-MnO_x/Ti膜）. 运用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、循环伏安法(CV)、交流阻抗法（EIS）和计时电流法(CA)等测试手段,对MnO_x/Ti膜电极的微观形貌、晶型、电化学性能等进行表征. 结果表明：所得催化剂是由直径为50 nm的γ-MnO₂和Mn₂O₃纳米棒所组成,且均匀分布于Ti膜上,负载催化剂后钛膜电极电化学性能和催化性能明显提高,催化剂与基体之间键合的形成提高其稳定性. 以棒状nano-MnO_x/Ti膜电极为阳极构建电催化膜反应器(ECMR)处理含酚废水,当苯酚溶液浓度为10mmol·L^-1,电流密度为0.25mA·cm^-2、停留时间为15 min时,COD去除率可达95.1%.     

碳化钨和Vulcan XC-72炭混合载Ir催化剂对氨氧化的电催化性能

以碳化钨(WC)和Vulcan XC-72炭黑(XC)为载体制备了XC载Ir(Ir/XC)和WC/XC载Ir(Ir-WC/XC)催化剂,在用X射线能量色散谱、X射线衍射谱对催化剂表征的基础上,用电化学方法研究了2种载体Ir催化剂对氨氧化的电催化性能,发现氨在Ir-WC/XC催化剂电极上的氧化峰峰电流密度比在Ir/XC催化剂电极上大31.26%,而且电催化稳定性明显好于Ir/XC催化剂。     

Preparation of different thin film catalysts by direct current magnetron sputtering for hydrogen generation

In this study, thin films of Co, Ni, Pd, and Pt were prepared on Co ₃ O ₄ support material in pellet form using the direct current (DC) magnetron sputtering method for use as catalysts for hydrogen generation from NaBH ₄ .Characterization of the catalysts was carried out using X-ray diffraction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). According to cross-sectional SEM images, catalyst thicknesses were observed in the range of approximately 115.3–495.8 nm. The particle sizes were approximately 25.0, 21.4, 33.9, and 9.5 nm for Ni-Co ₃ O ₄ , Co-Co ₃ O ₄ , Pd-Co ₃ O ₄ , and Pt-Co ₃ O ₄ catalysts, respectively. The increase in NaOH initial concentration provides an increase in the rate of hydrogen generation for Co, Ni, and Pd catalysts. A maximum hydrogen generation rate of 1653 mL/g _cat .min was obtained for the Pt-Co ₃ O ₄ catalyst.     

高效组合型 Pd/C 催化剂用于 Suzuki 偶联反应

 采用有机金属 Pd2(dba)3 (dba 为二亚苄基丙酮) 还原分解法制得均匀分布的 Pd 纳米颗粒 (粒径为 3~6 nm) 混合液, 并用活性炭直接吸附得到了组合型 Pd/C 纳米催化剂. 采用透射电子显微镜、X 射线光电子能谱和 X 射线衍射等手段测定了催化剂表面 Pd 颗粒大小分布、晶型和化学态等. 将该催化剂用于 Suzuki 碳-碳偶联反应, 其催化活性比浸渍法制备的 Pd/C 催化剂高 2 倍以上. 以溴代芳烃为底物时, 在 80 oC 下 0.5 h 后偶联产物收率可达 98% 以上. 以邻氯硝基苯为底物时, 在 110 oC 下 1 h 后偶联产物收率可达 64%; 延长反应时间, 产物收率可达 90% 以上.     

Catalytic activity of bimetal-containing Co,Pd systems in the oxidation of carbon monoxide

The catalytic activity of low-percentage Co,Pd systems on ZSM-5, ERI, SiO₂, and Al₂O₃ supports in the oxidation of CO was studied. The activity of bimetal-containing catalysts was shown to depend on the nature of the catalyst and the amount and ratio of their active components. According to the results of thermoprogrammed reduction with H₂ (H₂ TPR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) data, the metals are distributed as isolated cations or Co^δ+-O-Pd^δ+ clusters with cobalt and palladium cations surrounded by off-lattice oxygen in Co,Pd systems. The 0.8% Co,0.5% Pd-ZSM-5 bimetal catalysts were found to be more active due to the presence of clusters.     

Pd/Co双金属纳米颗粒的制备及催化制氢性能

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)保护的化学共还原法制备了Pd/Co双金属纳米颗粒, 研究了PVP及还原剂(NaBH₄)的用量、金属盐浓度、金属比例等对Pd/Co双金属纳米颗粒催化NaBH₄制氢性能的影响. 透射电子显微镜(TEM)的结果表明, 所制备的Pd/Co双金属纳米颗粒的平均粒径在1.5-2.8 nm之间. Pd/Co双金属纳米颗粒(BNPs)的催化活性远高于Pd与Co单金属纳米颗粒的活性; 当Pd/Co的理论原子比为1/9时, 双金属纳米颗粒的催化活性最高可达15570 mol·mol^-1·h^-1 (文中纳米颗粒的催化活性均为每摩尔Pd的活性). 密度泛函理论(DFT)的计算结果表明, Pd原子与Co原子之间发生电荷转移, 使得Pd原子带负电而Co原子带正电, 荷电的Pd和Co原子进而成为催化反应的活性中心. 所制备的Pd/Co双金属纳米颗粒具有很好的催化耐久性, 即使重复使用5次后, 该催化剂仍具有较高的催化活性, 且使用后的纳米颗粒催化剂也没有出现团聚现象. 双金属纳米颗粒催化NaBH₄水解反应的活化能约为54 kJ·mol^-1.     

High performance Fe and N-codoped graphene quantum dot supported Pd3Co catalyst with synergistically improved oxygen reduction activity and great methanol tolerance

Designing high-performance and durable non-platinum catalysts as oxygen reduction reaction (ORR) catalysts is still a major barrier of fuel cell commercialization. In this work, simple hydrothermal and impregnation routes were applied to prepare non-platinum Pd-Co bimetallic nano-catalysts such as Fe-N doped graphene quantum dot (Fe-N-GQD) supported Pd₃Co (Pd₃Co/Fe-N-GQD 10 wt%), carbon supported Pd₃Co/C (10 wt%), graphene quantum dot supported Pd₃Co/C (10 wt%). The synthesized catalysts were physico-chemically characterized by X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy, transmission electronmicroscopy (TEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The electrochemical investigation was carried out in three electrode half-cell system to evaluate the catalyst activity for oxygen reduction reaction (ORR), the tolerance to methanol crossover and durability. In comparison to commercial Pt/C (ETEK, 20 wt%), the Pd₃Co/Fe-N-GQD with lower weight percentage catalyst (∼10 wt%) displayed comparable electrocatalytic activity toward ORR with even higher methanol-tolerance capability and durability. The fabricated Pd₃Co/Fe-N-GQD with (10 wt %) metal loading exhibited only 20% lower activity than Pt/C (ETEK, 20 wt%) toward ORR. Nevertheless the durability study of the catalyst in acidic media showed that the Pd₃Co/Fe-N-GQD preserve 40% of its activity while Pt/C (ETEK, 20 wt%) exhibited only 20% of its initial catalytic activity for ORR. Moreover the activity loss in the presence of methanol (0.1 M) was obtained for Pt/C (ETEK, 20 wt%) and Pd₃Co/Fe-N-GQD 35% and 14%, respectively. To investigate the role of catalyst support, catalytic activities of Pd₃Co/Fe-N-GQD, Pd₃Co/C, Pd₃Co/GQD and Pd/Fe-N-GQD were compared. The results demonstrated superior catalytic activity of Pd₃Co/Fe-N-GQD which could be related to the cocatalytic role of Fe-N-GQD due to the presence numerous of active sites exposed to the reactants.     

Influence of the addition of Pd and Cu to cobalt catalysts prepared by SMAI for F-T synthesis

The Co-Pd/SiO₂ and Co-Cu/SiO₂ catalysts were prepared via solvated metal atom impregnation (SMAI) method and investigated for the Fischer-Tropsch (F-T) synthesis. The catalysts contained 5wt.% Co and a weight ratio of Pd (or Cu) to Co of 1/30. XPS indicated that Co, Pd and Cu were in metallic state. The results of XPS and magnetic measurements showed that Co and Pd (Cu) were alloyed. The Co particles on the catalysts were very highly dispersed and they displayed superparamagnetic behavior. FT-IR indicated that the electrons shifted from Cu and Pd to Co. Catalytic tests showed that CO hydrogenation rates followed the order Pd-Co > Cu-Co > Co.      

制备方法对Co-MOR催化剂CH4选择还原NO性能的影响

采用离子交换法、浸渍法制备一系列的Co-MOR 催化剂, 并将其用于CH₄选择性催化还原 NO_x(CH₄-SCR)反应. 运用X 射线衍射(XRD)、X 射线荧光光谱(XRF)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-拉曼(UVRaman)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、NO程序升温脱附(NO-TPD)等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, 浸渍法制备的催化剂, Co以Co₃O₄形式存在; 而离子交换法制备的催化剂, Co以离子形式进入丝光沸石(MOR)骨架之中, 在催化剂上形成更多的Co²⁺和[Co-O-Co]²⁺, 形成更均匀NO吸附中心和CH₄-SCR反应活性中心. 催化剂活性评价表明离子交换法制备的催化剂具有更宽的活性温度区间, Co(0.30)-MOR 催化剂在327-450℃温度范围内NO转化率大于50%.     

CuCo/BNNSs纳米催化剂对固态储氢材料氨硼烷水解的催化性能

采用共还原法将CuCo双金属负载到通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助离子插层法制备的少层氮化硼纳米片(BNNSs)上,获得了平均粒径为2.7 nm且高度分散的铜钴/氮化硼纳米片(CuCo/BNNSs)纳米催化剂。通过原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)对载体及催化剂的结构及形貌进行表征,并研究了CuCo/BNNSs的催化性能。研究发现,由于Cu、Co、BNNSs和OH-之间高效的四重效应协同使得Cu0.5Co0.5/BNNSs纳米催化剂在室温、pH=14条件下对氨硼烷(AB,NH3BH3)水解释氢具有极高的催化活性。转化频率(TOF)值达到104.52 molH2·molmetal^-1·min^-1,且CuCo/BNNSs纳米催化剂具有良好的稳定性,6次循环利用后仍保持较高催化活性。