碳纳米管负载铂催化剂的制备及其对甲醇的电催化氧化研究

0引言Pt金属是直接甲醇燃料电池(DMFC)常用的催化剂犤1～3犦。为了尽可能减少Pt金属用量,提高Pt的分散度,人们总是选择具有高表面积的基质,如石墨、碳黑、活性碳、分子筛、质子交换膜等,作为Pt金属的载体犤3～5犦。最初,人们以为载体的作用仅仅是提供表面积和多孔气体扩散电极的骨架,使Pt微粒可以有更大的比表面积与反应物接触,但是现在普遍认为犤1犦,当Pt金属负载在活性炭上时,它们中的催化性能有一部分应归结于金属和载体之间的相互作用,因此,载体的形貌及物理化学性质直接影响着催化剂对甲醇的电催化氧化活性。碳纳米管(CNTs)由于…     

高利用率多壁碳纳米管负载金铂合金纳米粒子催化剂在碱性溶液中的甲醇电催化氧化性能研究

使用乙二醇还原法合成了一系列高利用率多壁碳纳米管负载的金铂双金属纳米粒子电催化剂,在碱性溶液中由循环伏安和计时电流法测试该AuPt催化剂对于甲醇氧化反应的电催化活性.透射电子显微镜、X射线衍射与X射线能谱观测催化剂形貌,表征催化剂结构.结果表明,金铂双金属纳米粒子均匀分散在碳纳米管上,催化剂具有良好甲醇电氧化性能.实验表明Au/Pt/MWCNTs比为10∶8∶32(bymass)时,该催化剂具有最高甲醇电氧化峰电流密度与最负起始氧化电位.     

聚苯胺共价接枝碳纳米管负载Pt催化剂的制备及对甲醇电催化性能的研究

以氨基化的碳纳米管为基体,通过界面聚合方法将聚苯胺共价接枝于碳纳米管表面,负载催化剂颗粒Pt. 通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及电化学方法对催化剂进行了表征. TEM结果表明通过界面聚合的方法可以使聚苯胺均匀地接枝于碳纳米管表面. 电化学测试结果表明,碳纳米管共价接枝聚苯胺作为载体可以提高催化剂的抗CO中毒性能,有利于对甲醇的催化氧化. 研究其对甲醇的催化活性,并与商业的JM(Pt/C)催化剂进行了对比. 结果表明,碳纳米管共价接枝聚苯胺,有效提高了催化剂的稳定性,延长催化剂的寿命.     

碳纳米管结构对碳纳米管载Pt催化剂电催化性能的影响

在制备单、双壁及不同管径的多壁碳纳米管(CNTs)的基础上, 用液相还原法把Pt沉积到单、双壁和管径不同的多壁CNTs上. 发现制得的CNTs载Pt(Pt/CNTs)催化剂对甲醇氧化的电催化活性随CNTs管径减小而增加. 这归结于管径小的CNTs的比表面积较大, 含氧基团多, 有利于提高Pt粒子分散度, 加上管径小的单壁CNTs具有更高的导电性, 这些因素都有利于提高Pt/CNTs催化剂对甲醇氧化的电催化活性.     

Pt/CeO2/CNTs催化剂对甲醇电催化氧化的研究

通过微波乙二醇法制备了Pt/CeO2/CNTs催化剂用于碱性体系中的甲醇电催化氧化,考察了不同的CeO2含量对其电催化活性的影响.X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)结果表明,Pt/CeO2/CNTs催化剂中Pt颗粒较小,在载体上分散性较好.循环伏安曲线和计时电流测试结果表明,Pt/CeO2/CNTs催化剂表现出良...     

铂、钌共修饰碳纳米管电极的制备及对甲醇的电催化氧化

碳纳米管以其独特的结构,良好的电性能和机械性能吸引了众多的关注~([1]),被认为是潜在的异相催化剂载体 ~([2]).近来关于碳纳米管负载催化剂的合成及其在异相催化中应用的研究已见报道~([3]).     

多壁碳纳米管负载Pd-Ni电催化剂对乙二醇的电催化氧化

采用微波加热还原法制备了不同化学计量比的Pd-Ni复合多壁碳纳米管(Pd-Ni/MWCNT)催化剂. 通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和能量散射谱(EDS)等微结构和组成表征表明, 所合成的催化剂中Pd-Ni合金具有较小的纳米颗粒以及较好的分散程度. 循环伏安(CV)、线性扫描(LSV)、计时电流方法(CA)和交流阻抗(EIS)等测试表明, Pd-Ni(3:1)/MWCNT催化剂对乙二醇的电化学氧化具有较高的催化活性.     

厚壁和薄壁碳纳米管载铂催化剂制备和对甲醇氧化的电催化活性

铂催化剂;碳纳米管;甲醇;直接甲醇燃料电池     

PtRuMo/C催化剂的制备及其对甲醇的电催化氧化作用

阳极甲醇氧化;电催化剂;PtRuMo/C催化剂的制备及其对甲醇的电催化氧化作用     

纳米三氧化钨复合催化剂的制备及对甲醇电催化性能

采用浸渍沉淀法制备出WO₃-碳纳米管(WO₃-CNTs)纳米复合材料, 微波辅助乙二醇法在其表面负载活性成分Pt, 得到纳米Pt/WO₃-CNTs 催化剂. 采用X射线衍射(XRD), 透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对催化剂的结构和形貌进行表征, 结果表明Pt 纳米粒子为面心立方晶体结构, 粒径大小在3-5 nm之间, 均匀地分布在WO₃-CNTs 纳米复合材料表面, 同时发现催化剂中的Pt 主要以金属态的形式存在. 采用循环伏安和计时电流法研究了在酸性溶液中Pt/WO₃-CNTs 催化剂对甲醇的电催化氧化性能, 结果表明Pt/WO₃-CNTs 催化剂比用硝酸处理的碳纳米管载铂催化剂(Pt/CNTs)对甲醇呈现出更高的电催化氧化活性和抗CO中毒性能.     

CeO2对甲醇裂解用Cu-Ir双金属催化剂的影响

用甲醇裂解模型反应,程序升温(TPR,TPD)和XRD等技术研究了CeO2促进的Culr双金属催化剂.结果表明:适量CeO2的加入可以改善催化剂的表面性质,提高催化剂的活性、选择性和稳定性.XRD表征发现铜铱双金属催化剂主要是以Cu19Ir和少量的Cu2O形式存在于催化剂中,Cu19Ir是催化剂的主要活性组份,且CeO2的加入提高了催化剂活性组份的分散度.结合TPR表征结果,发现CeO2的加入有利于活性物种Cu2O的形成,一定量Cu 的存在有利于H2和CO选择性的提高.     

Praseodymium Oxide Modified CeO2/Al2O3 Catalyst for Selective Catalytic Reduction of NO by NH3

A series of CeO₂/Al₂O₃ catalysts was modified with praseodymium oxide using an extrusion method. The catalytic activities of the obtained catalysts were measured for the selective catalytic reduction of NO with NH₃ to screen suitable addition of praseodymium oxide. These samples were characterized by XRD, N₂‐BET, NH₃‐TPD, NO‐TPD, Py‐IR, H₂‐TPR, Raman spectra and XPS, respectively. Results showed the optimal catalyst with the Pr/Ce molar ratio of 0.10 exhibited more than 90% NO conversion in a wide temperature range of 290–425°C under GHSV of 5000 h^?1. The number of Lewis acid sites and the chemisorbed oxygen concentration of the catalysts would increase with the Pr incorporation, which was favorable for the excellent catalytic performance. In addition, the Pr incorporation inhibited growth of the Al₂O₃ crystal particles and led to the lattice expansion of CeO₂, which increased catalytic activity. The results implied that the higher chemisorbed oxygen concentrations and the more Lewis acid sites were conductive to obtain the excellent SCR activity.     

CeO_2改性SiO_2-CuO复合氧化物的制备和表征以及催化氧化脱硫性能

采用不同方法、不同负载量、不同焙烧温度制备CeO_2改性的SiO_2-CuO-CeO_2复合氧化物催化剂,并对其进行X射线衍射分析、扫描式电子显微镜、TG-DSC、N_2吸附-脱附和H_2-TPR等表征.在温和条件(65℃、常压)下,以过氧化氢为氧化剂,乙腈为溶剂,苯并噻吩(BT)为模型硫化物,考察SiO_2-CuO-CeO_2复合氧化物催化剂的氧化脱硫性能,确定复合氧化物的最佳制备工艺条件.结果表明,适量的添加CeO_2可以提高CuO在SiO_2上的分散度、比表面积和孔径,提高复合氧化物的活性;溶胶-凝胶法制备的SiO_2-0.1CuO-0.02CeO_2复合氧化物,在500℃下焙烧,催化剂活性最高,脱硫率最高为81.6%.催化剂的重复使用5次,脱硫率仍可达到60.0%.     

表面修饰的二氧化锡纳米粒子的制备及微结构表征

采用胶体化学制得表面包覆有ＤＢＳ的二氧化锡纳米粒子，并运用一系列手段对其微结构进行了表征。     

纳米CeO2粉体的单室电沉积法制备与表征

单室电解槽内控制恒定的电流密度电解CeCl3溶液,最终铈盐溶液氧化水解生成CeO2·xH2O沉淀。沉淀经高温焙烧后,TEM和XRD测试表明：粒子基本呈球形,晶体粒径约为20-50 nm,为立方晶系CeO2,随着焙烧温度由500℃升高到650℃,粒子粒径逐渐增大。电解CeCl3溶液产生的氯气提供强氧化性氛围,有利于Ce^3＋氧化为Ce^4＋,从而提高了氯气氧化机制,并对其进行了初步探讨。同时,引入了电极-溶液界面区及电化学反应模型,有助于理解反应过程。     

基于碳纳米管的氧化铈纳米管的合成及表征

建立了一种制备氧化铈纳米管的新方法, 即以碳纳米管(CNTs)为模板, 在常温常压下采用液相沉积法在CNTs表面包覆CeO2, 通过煅烧除去CNTs模板, 得到氧化铈纳米管. 通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对其形貌和结构进行了表征. 所得CeO2纳米管为面心立方结构, 直径40~60 nm, 长度0.5~2 μm.     

介孔混合氧化物催化剂La-Co-Zr-O的制备与表征

 采用柠檬酸络合-有机模板剂分解法制备了(La+Co)/(La+Co+Zr)原子比为0.5的La-Co-Zr-O催化剂,并与传统的共沉淀法制备的La-Co-Zr-O催化剂进行比较. N2物理吸附结果表明,采用模板剂法制备的催化剂样品具有较大的比表面积(96.6～117.6 m2/g)和十分均匀的孔径(3.5～4.3 nm); X射线衍射、X射线光电子能谱和X射线吸收精细结构表征结果一致表明,催化剂中活性组分主要为高分散的Co3O4微晶(粒径为23～33 nm), 模板剂法制备的催化剂中所有组分的分散性均优于共沉淀法制备的催化剂. 程序升温还原实验结果表明,采用聚乙二醇辛基苯基醚与十六烷基三甲基溴化铵为混合模板剂制备的催化剂中Co3O4更容易被还原. Co-O 键的活动度与催化剂催化氧化反应的活性密切相关.     

改性纳米炭黑/聚氨酯复合物的制备及表征

利用有机硅偶联剂改性的纳米炭黑和聚氨酯制备了纳米炭黑/聚氨酯复合物. 采用红外光谱、透射电镜、流变学及力学性能等测试方法对纳米粒子及其聚氨酯复合物进行了表征. 红外光谱表明, 纳米粒子的存在使聚氨酯的氢键结构发生了改变. 适量改性纳米炭黑粒子明显提高了聚氨酯的拉伸强度和断裂伸长率等力学性能. 流变学测试结果表明, 溶液中改性纳米炭黑粒子与聚氨酯分子间存在明显的相互作用.     

Preparation and Characterization of Ultrafine Rare Earth Molybdenum Complex Oxide Particles

Ultrafine rare earth molybdenum (La–Mo and Ce–Mo) complex oxide particles have been synthesized by the sol–gel process using citric acid as complexing agent. The influence of preparation conditions such as thermal treatment temperature (T), molar ratio of citric acid to metallic ions (L/M), and pH value of the starting solution on the oxide particle size has been studied. The formation of La₂Mo₂O₉and Ce₂Mo₃O₁₂has been investigated using XRD, DTA–TG, FT-IR, TEM, and BET surface area measurements. It is shown that the morphology and structure of the oxide particles are significantly dependent on the preparation conditions. The influence of different preparation methods on the particle size of La–Mo and Ce–Mo oxides is also discussed.     

多元介孔混合氧化物La-Mn-Ce-O催化剂的制备与表征

采用柠檬酸络合鄄有机模板剂分解法制备出具有不同(nLa+nMn)/(nLa+nMn+nCe)比、不同温度焙烧的La-Mn-Ce-O系列多元介孔混合氧化物催化剂, 并与传统共沉淀法制备的La-Mn-Ce-O催化剂进行比较. N2吸附和脱附结果表明, 采用模板剂法制得的样品具有较大的比表面积(高达103.5 m2·g-1)和较均匀的孔径分布(3.4-4.4 nm); 500 ℃焙烧样品的比表面积约为共沉淀法所制样品的三倍. 600 ℃焙烧后, 样品的孔径分布范围稍有加宽, 但仍保持介孔结构. XRD表征结果表明, Mn物种具有高度的分散性, XRD 难以检测, La-Ce和Mn-Ce可能部分形成了固溶体结构. XPS结果揭示, Mn-Ce间存在电子态的强相互作用, 出现了Mn 2p的震激峰, 这种相互作用促进了氧物种在Ce和Mn物种间的传递, 增强了样品的氧化还原性能, 震激峰最明显的样品具有最佳的氧化性能. H2-TPR结果表明, 采用柠檬酸络合鄄有机模板剂分解法制备的催化剂中, 锰氧化物更容易被还原, Mn—O 键的活动度与CO氧化活性密切相关. 活性评价结果表明, 500 ℃焙烧的(nLa+nMn)/(nLa+nMn+nCe)为0.5的样品, 起燃温度比传统共沉淀法制得的样品降低了50 ℃左右, 并表现出较高的热稳定性.