高性能Pt/La-Ba-Al_2O_3/H-ZSM-5氢燃料汽车尾气处理催化剂

采用胶溶法制备了La-Ba-Al2O3(LBA)材料,以此为载体采用浸渍法制备了两种整体式催化剂Pt/LBA和Pt/LBA/H-ZSM-5,并评价了它们去除NO的性能.采用N2吸附-脱附和X射线衍射对载体材料进行了表征.结果表明,所制备的LBA仅有γ-Al2O3晶相存在,比表面积和孔容分别为144 m2/g和0.45 ml/g,具有较好的抗高温老化性能.在106～356 ℃间,催化剂Pt/LBA/H-ZSM-5上NO转化率很高,在153℃时达到最高为98.8%,此时N2选择性为81.3%.该催化剂有很大的潜在应用价值.     

一步法绿色合成甲醇燃料电池阳极催化剂

以含有多羟基的聚乙二醇为还原剂,采用水热还原技术一步法制备出Pt/石墨烯复合物电极材料。采用扫描电子显微镜(SEM)技术对石墨烯和Pt/石墨烯材料进行了形貌和结构表征。利用循环伏安电化学测试技术研究了该Pt/石墨烯电极对甲醇燃料小分子的电催化氧化性能。研究结果表明该复合材料作为阳极催化剂对甲醇表现出优异的电催化活性。该电极材料有望用作甲醇燃料电池的阳极催化剂材料。     

Pt/CNTs催化剂的制备及其催化臭氧化活性研究

以碳纳米管(CNTs)为催化剂载体, 以H₂PtCl₆•6H₂O为贵金属活性组分前驱物, 采用等体积浸渍法制备了Pt/CNTs催化剂. 以草酸为目标污染物, 考察了所制备催化剂的催化活性, 并采用SEM, XRD和XPS等分析方法对催化剂进行表征. 对活性组分Pt的负载量、氢还原温度和热处理方式进行了研究, 确定了适宜的制备条件为Pt负载量1.0%、氢还原温度350 ℃. 研究表明, 在本实验条件下, 单独臭氧氧化、碳纳米管载体催化臭氧化和Pt/CNTs催化臭氧化分别能去除溶液中3.0%, 72.9%和97.9%的草酸. Pt的负载明显地提高碳纳米管催化臭氧化的效果. XRD分析显示催化剂的活性组分Pt以单质Pt⁰的形式存在; 与氢还原过程相比, 在空气气氛中焙烧制备的Pt/CNTs催化剂表面Pt的结晶度过高, 而且XPS结果表明此催化剂表面的Pt有化学吸附氧存在, 导致催化活性降低.     

Z型g-C3N4/Pt/TiO2纳米管阵列复合电极的制备及光电氧化甲醇性能

以NH₄Cl为气体模板吹制双氰胺制备g-C₃N₄纳米片, 并将其负载于Pt/TiO₂纳米管阵列(Pt/TiO₂ NTs)上, 制备了一种新型的Z型g-C₃N₄/Pt/TiO₂NTs复合电极材料. 通过扫描电子显微镜、 X射线衍射和X射线光电子能谱对该材料的结构进行了表征, 采用电化学和光电化学方法研究了材料的性能. 研究结果显示, 在可见光照射下, g-C₃N₄/Pt/TiO₂ NTs复合材料具有高效的光电氧化甲醇的性能. 该复合材料的高性能主要归因于以下两点： (1) g-C₃N₄与Pt/TiO₂NTs的结合有效扩展了其在可见光范围的吸收; (2) Z型电荷转移保留了具有强氧化能力的空穴和强还原能力的电子, 从而使光生中间体作用于电催化过程增强了甲醇氧化效率.     

一种制备用于正庚烷异构化的Pt-WO3/ZrO2催化剂的新方法

 采用不同的ZrO(OH)2前驱体制备了WO3-ZrO2和Pt/WO3-ZrO2催化剂. 结果表明,与常规的ZrO(OH)2水凝胶为前驱体制备的WO3-ZrO2-CP催化剂相比,以常压流动氮气中干燥处理的ZrO(OH)2乙醇凝胶为前驱体制备的WO3-ZrO2-AN催化剂对正庚烷临氢异构化反应具有更高的催化活性. 当在 WO3-ZrO2-AN中添加少量Pt时,其催化活性和稳定性均得到显著提高. 表明以ZrO(OH)2醇凝胶为前驱体可以制备出高效稳定的Pt/WO3-ZrO2-AN催化剂.     

Pt/CeO_2催化剂上甲醛催化氧化

以CeO2为载体,采用浸渍法制备了负载型Pt催化剂用于低温甲醛氧化反应,考察了Pt前驱体及Pt负载量等因素对催化性能的影响。XRD,TEM和CO化学吸附表征结果表明Pt粒子在载体上高度分散。反应结果表明,以Pt(NO3)2为前驱体比H2PtC l6为前驱体制备的催化剂表现出更好的反应性能,C l-离子的存在降低了催化剂的氧化还原能力,从而抑制了催化活性。此外,催化剂的活性随着Pt负载量的增加而增强,其中Pt负载量为3%时催化剂在30℃时甲醛转化率仍在80%以上。     

对电极性能对染料敏化太阳电池动力学过程的影响

借助电化学阻抗谱(EIS)和强度调制光电流谱(IMPS)/强度调制光电压谱(IMVS)技术, 采用不同纳米TiO₂多孔薄膜对电极研究了染料敏化太阳电池(DSC)内部2个主要电荷输运过程的内在联系, 并探讨了载Pt材料对DSC界面动力学过程及电池宏观性能的影响机理. 借助等效电路模型分析了基于不同对电极材料电池的填充因子变化原因. 结果表明, 对电极材料的电极电荷交换过程制约光阳极膜内电子传输, 进而影响电池光伏性能; 同时对电极催化反应速率主要与催化剂活性、 载Pt材料电导率和催化反应面积有关.     

HNdNb2O7/(Pt,TiO2)的制备和光催化性能的研究

利用层间插入反应,合成HNdNb2O7/(Pt,TiO2 )层状光催化纳米复合材料.采用X射线衍射、紫外-可见光漫反射、比表面积测定分析等分析手段对所制备的材料进行了表征.通过光照分解水,考察了所制备的材料的光催化性能,结果表明所制备的HNdNb2O7 /(Pt ,TiO2 )纳米复合材料具有较高的光催化分解水效率并且其光催化活性稳定.     

低成本WS_2染料敏化电池对电极的低温制备

采用简单的方法,在低温条件下制作了高效的WS2对电极,并用X射线衍射仪(XRD)、显微共焦拉曼光谱仪(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)对材料的物理特性进行了表征.WS_2对电极的电化学催化活性用循环伏安(CV)和光电流密度-电压特性(I-V)来评价.利用所制备WS_2对电极组装的染料敏化太阳能电池的光电转换效率为5.48%略低于Pt对电极(6.6%).研究表明WS_2是一种很有前景的染料敏化太阳能电池Pt对电极替代材料.     

埃洛石纳米管模板法一步法制备一维碳纳米管/碳纳米棒混合纳米碳材料

利用埃洛石纳米管(HNTs)特有的中空纳米结构,以及丰富的界面化学性质,以聚乙烯醇(PVA)为碳源,采用浸渍填充纳米孔方法实现了一步制备一维碳纳米管(CNTs)/碳纳米棒(CNRs)混合纳米碳材料。考察模板剂(HNTs)和碳源(PVA)之间的比例关系对混合纳米碳材料的结构影响,利用XRD、FTIR、Raman、N2吸附-脱附测试、TEM、SEM以及电阻率和分散性等表征手段分析混合纳米碳材料的结构变化。结果发现,PVA填充含量的增加将导致产物中CNRs的质量分数增加;当PVA和HNTs质量之比为1∶1时,所制备的CNTs/CNRs的孔体积达到最大值2.142 cm~3·g-1,比表面积达到583 m~2·g-1,并且表现出较好的电导率和分散性,表明低的PVA填充比例制备的混合碳材料中CNTs含量较高。     

微量铂掺杂对TiO2粉末结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了铂掺杂的TiO2粉末, 利用透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见光谱和X射线衍射技术对粉末的结构和光吸收性能进行了表征. 结果表明, Pt/TiO2粉末主要含有Ti, O, Pt和C元素, 其中Pt主要以0价态存在. 573～873 K焙烧的Pt/TiO2粉末中, TiO2是锐钛矿结构, 973 K焙烧时, 有6.3%的TiO2转变为金红石结构. Pt/TiO2粉末的晶粒尺寸小, 铂和锐钛矿结构TiO2粒子都是纳米颗粒. 随焙烧温度升高, 粉末中TiO2的晶粒尺寸逐渐增大, 晶格常数a和c发生各向异性的变化, 单胞体积在相变时发生收缩. 与TiO2粉末相比, Pt/TiO2粉末中两种结构TiO2的晶格常数和晶胞体积基本上都增大了, 光谱吸收范围被明显拓展至可见光, 实现了可见光催化的基础.     

微波辅助溶剂热法制备Pt/石墨烯-TiO2及其催化性能

质子交换膜燃料电池具有比能量高、结构简单、工作温度低、高效清洁和安静无摩擦等优点,是一种非常具有发展前景的电源.燃料电池借用电催化剂把燃料与氧化剂中的化学能转化为电能,通常采用碳粉负载的Pt催化剂.在燃料电池的工作环境下,碳粉载体容易腐蚀和团聚,降低了催化剂活性和稳定性,进而降低了燃料电池的使用寿命.因此,探索高稳定性的催化剂载体有利于提高催化剂的稳定性,促进燃料电池的实用化进程.为增强催化剂载体的抗腐蚀能力,一些金属氧化物如SnO2,WO3,CeO2和TiO2等被用作催化剂载体.其中,TiO2因具有稳定的化学性能以及与金属之间的"强相互作用"而备受研究者关注.但TiO2载体比表面积小和导电能力弱等缺点限制了它在燃料电池中的应用.石墨烯具有卓越的导电性和比表面积,却容易发生团聚.利用TiO2与碳材料间存在的协同作用,将TiO2与石墨烯复合来制备复合载体,能够增强TiO2的导电能力,抑制石墨烯的团聚,提高催化剂载体的化学稳定性和比表面积.本文采用微波辅助溶剂热法制备了石墨烯-TiO2复合载体和Pt/石墨烯-TiO2催化剂,研究了TiO2含量对催化剂活性和稳定性的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的样品进行了微观结构和成分表征.结果表明,Pt/石墨烯-TiO2催化剂中TiO2为立方状纳米颗粒,粒径约为60 nm,均匀地分布在石墨烯上;Pt纳米粒子倾向于锚定在TiO2与石墨烯之间,而且分布均匀.采用线性伏安扫描(LSV)和循环伏安法(CV)测试了不同TiO2含量的Pt/石墨烯-TiO2催化剂的活性和稳定性.发现TiO2的加入确实能够提高催化剂的稳定性,随着TiO2含量的提高,催化剂稳定性增加.当TiO2含量为20%时,催化剂的起始电压与极限电流均与Pt/C催化剂接近.经过循环伏安扫描3000圈的快速老化测试后,Pt/石墨烯-TiO2催化剂起始电压的负移明显低于Pt/C催化剂,呈现了优良的稳定性和催化活性.     

热解二氧化钛/聚苯胺制备高效非贵金属氧还原电催化剂

为了克服传统Pt系催化剂价格昂贵、稳定性差的缺点,采用热解新型Ti O2/聚苯胺(PANI)复合物的方法合成了Ti O2/C催化剂.用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、拉曼光谱、透射电子显微镜、循环伏安法和线性扫描伏安法等方法研究了热处理和PANI复合比例对复合物的形貌、成键、晶相组成及氧还原性能的影响.结果表明,PANI与Ti O2间存在相互作用,可以抑制Ti O2的团聚和锐钛矿向金红石的转变.热处理制得Ti O2/C的氧还原活性随着PANI载体含量增加先升高后降低,PANI和Ti O2质量比为35/100时,催化剂的氧还原活性最高.同时,循环伏安和时间-电流曲线测试表明,已制备的复合材料在催化氧还原反应进行时具有较好的稳定性.     

Effects of calcium ions on solubility and aggregation behavior of an anionic sulfonate gemini surfactant in aqueous solutions

In this work, a ternary composite, Pt/TiO(2)/RGO (reduced graphite oxide), was prepared via immobilizing Pt particles onto the TiO(2)/RGO composite that was obtained via redox reaction of TiCl(3) and GO. The composite was characterized by different techniques including X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. The TiO(2) particles with size less than 10 nm were uniformly distributed throughout the RGO, and almost each Pt particle with size around 3 nm adhered to TiO(2) particles, resulting in high dispersion of all Pt particles on the support. The Pt particles were in the electron-deficient state due to the strong interactions with the TiO(2) particles and the RGO support. The catalytic performance of the composite for nitrobenzene hydrogenation was investigated under solvent-free condition. It was indicated that the Pt/TiO(2)/RGO catalyst exhibited high activity with a turnover frequency (e.g., 59,000 h(-1)) as well as superior selectivity to aniline (e.g., >99%). Moreover, the catalyst can be reused for six times without any activity loss, which resulted from the stable structure of the catalyst.     

室温铁磁性Ni2+掺杂TiO2纳米带的制备与表征

通过水热离子交换方法, 制得不同含量的过渡金属离子Ni2+掺杂的、锐钛矿型的TiO2纳米带. 使用X射线衍射(XRD), 扫描电子显微镜(SEM), 透射电子显微镜(TEM), 高分辨透射电子显微镜(HRTEM), X射线光电子能谱(XPS), 傅立叶变换红外(FTIR)光谱和磁性测试等手段对样品进行了详尽的表征. 结果表明, 经过离子交换, Ni2+离子进入到了TiO2纳米带的晶格中, 其中并没有形成金属Ni团簇或纳米颗粒. 此外, 磁性测试的结果表明, 实验制备的Ni-TiO2样品具有室温铁磁性和磁滞回线特性, 并且, 由于TiO2纳米带中Ni2+离子有较好的分散性, 在相同的外磁场条件下, 样品的磁化强度随着掺杂Ni2+含量的增加而增大.     

过渡金属掺杂和碳纳米管（CNT）接枝双重改性TiO2光催化剂

提出了一种过渡金属掺杂和碳纳米管(CNT)双重改性TiO2的新方法:首先采用溶胶-凝胶法合成掺杂镍和铁的二氧化钛基催化剂,然后采用流化床化学气相沉积方法(FBCVD)在二氧化钛基催化剂表面接枝生长CNT,得到CNT/Fe-Ni/TiO2复合光催化剂.通过X射线衍射、扫描电子显微镜、比表面分析、拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱等方法考察了双重改性复合光催化剂CNT/Fe-Ni/TiO2的结构和性能,通过降解亚甲基蓝溶液评价了双重改性复合光催化剂的活性.结果表明,在TiO2表面接枝的CNT具有较好的石墨化结构,CNT生长过程中小部分TiO2由锐钛矿向金红石晶型转变.过渡金属和CNT双重改性有效地克服了TiO2的比表面积小、量子效率低等缺点,明显提高了TiO2的光催化活性.     

乙二醛在Ti/纳米TiO2-Pt修饰电极上的电催化氧化

采用溶胶-凝胶和电沉积法制备Ti基纳米TiO2-Pt(Ti/纳米TiO2-Pt)修饰电极. X射线衍射(XRD)表明纳米TiO2为锐钛矿型, 扫描电镜(SEM)显示Pt纳米粒子在纳米TiO2多孔膜的表面呈现簇分散状态, 平均粒径约25 nm. 通过循环伏安(CV)和计时电流法研究了Ti/纳米TiO2-Pt修饰电极对乙二醛直接电氧化的电催化活性, 结果表明, 修饰电极对乙二醛的直接电氧化呈现良好的催化活性, 在0.60和1.23 V(vs SCE)出现两个氧化峰, 二者电流密度分别为16 和42 mA·cm-2, 约为纯Pt电极的2倍和1.5倍, 反应过程受浓差扩散控制.     

Photochemical preparation of poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)-stabilized platinum colloids and their deposition on titanium dioxide

Preparation processes for Pt-deposited TiO(2) (Pt/TiO(2)) by the synthesis of Pt nanoparticles and their deposition were pursued by transmission electron microscopy, extended X-ray absorption fine structure, UV-vis spectroscopy, and Fourier transform infrared spectroscopic studies. Colloidal dispersions of Pt particles stabilized by poly(N-vinyl-2-pyrrolidone) (PVP) were photochemically synthesized in aqueous ethanol solution. The average diameter of Pt particles was estimated to be 2.0 +/- 0.5 nm, which was almost unchanged by changing the reducing agent from ethanol to methanol and 2-propanol. The PVP-stabilized Pt particles were distributed over a TiO(2) surface only by mixing the Pt colloidal dispersions and TiO(2). CO was chemically coordinated on the Pt particles on a TiO(2) surface after heat treatment was carried out in an O(2) flow at 673 K to completely remove the residual PVP on Pt/TiO(2). Hydrogen reduction at 473 K did not increase the amount of CO adsorbed on Pt sites. The Pt/TiO(2) catalyst after the oxidation treatment showed higher activity for CO photooxidation than that obtained for pure TiO(2) catalyst. The CO photooxidation rate was not unchanged by the H(2) reduction.     

TiO2/YFeO3复合光催化剂的制备、表征及其对气相苯的降解

利用共沉淀法和柠檬酸法制备YFeO3并以其为载体,将TiO2溶胶负载在其表面,制备了复合光催化剂TiO2/YFeO3.在紫外灯的照射下,考察对气相苯的降解效果并利用N2吸附、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、UV-Vis漫反射光谱等手段对催化剂进行了表征.结果表明,以共沉淀法制备的YFeO2为载体的复合催化剂,180 min内苯的降解率达到44.7%,表现出更好的光催化活性.两种方法制备的YFeO3均为斜方晶相,TiO2分散在载体的表面,并与YFeO3存在一定的相互作用;两种复合催化剂均具有较窄的带隙能.     

TiO2/YFeO3复合光催化剂的制备、表征及其对气相苯的降解

利用共沉淀法和柠檬酸法制备YFeO3, 并以其为载体, 将TiO2溶胶负载在其表面, 制备了复合光催化剂TiO2/YFeO3. 在紫外灯的照射下, 考察对气相苯的降解效果并利用N2吸附、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、UV-Vis漫反射光谱等手段对催化剂进行了表征. 结果表明, 以共沉淀法制备的YFeO3为载体的复合催化剂, 180 min内苯的降解率达到44.7%, 表现出更好的光催化活性. 两种方法制备的YFeO3均为斜方晶相, TiO2分散在载体的表面, 并与YFeO3存在一定的相互作用; 两种复合催化剂均具有较窄的带隙能.