负载型双金属催化剂的制备及其等离子体催化氨分解制氢性能

利用等体积浸渍法制备了Fe-Co、Fe-Ni、Mo-Co、Mo-Ni双金属催化剂(总金属含量均为10%(w,质量分数),双金属摩尔比均为1:1),考察了其在等离子体条件下氨分解活性,结果表明Fe-Ni双金属催化剂表现出较好的协同作用。在此基础上,进一步考察了Fe/Ni摩尔比对其活性的影响。结果表明:当Fe/Ni摩尔比为6/4时,氨分解活性最好,而且该双金属催化剂稳定性良好。采用N_2物理吸附、X射线衍射(XRD)、H_2-程序升温还原(H_2-TPR)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对催化剂的物化性质、还原性能、微观形貌等进行了研究。结果表明:活性较好的Fe-Ni双金属催化剂中,Fe与Ni形成尖晶石结构NiFe_2O_4,该结构有利于Fe和Ni的还原,即活性组分易恢复金属态,这可能是其活性较高的原因。     

高分散钴氮共掺杂碳纳米纤维氧还原催化剂

过渡金属氮掺杂碳基催化剂已成为替代铂基氧还原反应(ORR)电催化剂的理想选择。本文通过静电纺丝技术制备了高比表面、高度分散的钴原子配位氮掺杂的碳纳米纤维催化剂(Co-N/C)。X射线衍射(XRD)和高分辨率透射电镜(HRTEM)结果证实Co元素高度分散于制备的Co-N/C催化剂中。X射线光电子能谱结果表明N元素主要以吡啶N和石墨N形式存在。该Co-N/C催化剂对ORR反应呈现出较高的电催化活性,其氧还原起始和半波电位分别为0.92 V和0.80 V(相对于标准氢电极),接近于商业化Pt/C催化剂的性能。以制备的Co-N/C催化剂作为阴极,25℃下锌空气燃料电池的开路电位1.54 V、最大功率密度达到了190 m V·cm~(-2)表明该催化剂具有良好的应用前景。     

Pd/γ-Al_2O_3催化剂催化氧化邻-二甲苯

利用纳米γ-Al_2O_3(10 nm)和普通γ-Al_2O_3(200-300 nm),采用浸渍法制备了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂,考察了其催化氧化邻-二甲苯的性能以及催化剂的活性在氢气还原前后的区别。实验结果发现1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)在H_2还原后催化氧化邻-二甲苯的活性最高,T_(90)为150℃。利用X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)等表征手段,研究了1%(w)Pd/γ-Al_2O_3催化剂物性结构与催化性能之间的构效关系。结果表明,还原态Pd是H_2还原后催化剂催化氧化邻-二甲苯的活性物种;Pd的颗粒大小与催化剂活性有显著的关系,小粒径有利于催化剂活性提高;纳米γ-Al_2O_3载体与Pd之间的相互作用强,有利于Pd的粒径控制和分散,从而提高1%(w)Pd/γ-Al_2O_3(nano)催化剂的活性。     

蒸氨法制备铜硅催化剂的二甲醚水蒸气重整制氢性能

采用蒸氨法制备出不同Cu负载量的xCu/SiO_2-AE催化剂,并将其用于二甲醚水蒸气重整制氢反应。当Cu负载量为30%(w)时,30Cu/SiO_2-AE催化剂表现出最佳的催化性能。结果显示,该方法制备的催化剂表面具有高度分散的CuO和层状硅酸铜物相,经还原后分别形成Cu~0和Cu~+物种。与常规浸渍法制备的30Cu/SiO_2-IM催化剂相比,蒸氨法制备的30Cu/SiO_2-AE催化剂具有优异的催化稳定性和活性,这与其独特的层状结构和表面Cu~0与Cu~+之间的协同作用相关。     

贵金属负载的棒状ZnO复合光催化剂的制备及其提升的光催化性能

以水热制备的ZnO纳米棒为基底,通过乙二醇液相还原法负载不同贵金属颗粒(Pt、Pd、Ru)构筑贵金属负载的ZnO纳米棒复合光催化剂。实验结果表明在制备条件相同时,Pt/ZnO样品中Pt颗粒尺寸较小,分布均匀;Pd/ZnO样品中Pd颗粒尺寸较大且团聚严重;Ru/ZnO样品则几乎没有Ru颗粒负载。在紫外光照射下降解亚甲基蓝的反应中,Pt/ZnO表现出最高的光催化性能,Pd/ZnO样品次之,而Ru/ZnO则表现出与ZnO纳米棒相似的光催化活性;表明小尺寸和大小均匀的贵金属颗粒对ZnO纳米棒的催化性能有着显著的提升作用。对Pt/ZnO来说,当Pt载量为3.2%时Pt/ZnO催化剂的光催化活性最高。     

天然有机质在生物炭负载纳米镍铁降解十溴联苯醚过程中的影响作用机理辨识

天然有机质（NOM）对纳米铁基材料去除污染物过程中的影响作用机理仍存争议.本工作选取腐殖酸（HA）作为NOM的代表物,研究了HA对生物炭负载纳米镍铁（BC@Ni/Fe）降解十溴联苯醚（BDE209）的动力学影响,结果表明HA对BC@Ni/Fe降解BDE209产生抑制作用,且随着HA浓度的升高,抑制作用越显著.通过HA与BC@Ni/Fe相互作用实验发现,HA能够快速地被BC@Ni/Fe吸附;通过HA对BC@Ni/Fe的Zeta电位和沉降影响实验发现,随着HA浓度的升高可有效提高BC@Ni/Fe的稳定性以及表面电荷,这表明HA不是通过影响BC@Ni/Fe颗粒的性能对BC@Ni/Fe去除BDE209产生抑制作用的.BC@Ni/Fe的腐蚀能力随着HA浓度的升高而降低,这与HA对BC@Ni/Fe去除BDE209反应活性影响成正相关关系.HA中具有电子传递作用的典型醌类化合物2-羟基-1,4-萘醌（Lawsone）和蒽醌-2,6-磺酸钠（AQDS）,在反应过程中并没有起到电子传递作用促进反应进行,反而对BC@Ni/Fe去除BDE209起抑制作用.结合BDE209和HA之间的竞争吸附实验发现,HA抑制BC@Ni/Fe反应活性的主导原因是HA优先于BDE209被BC@Ni/Fe吸附,HA包覆于BC@Ni/Fe颗粒表面占据了活性位点,阻碍BC@Ni/Fe与H₂O的接触,减少了Fe⁰的腐蚀,从而抑制了BC@Ni/Fe对BDE209的降解.     

氧还原碳基非贵金属电催化剂研究进展

质子交换膜燃料电池是一种直接将化学能转化为电能的能量转换装置,具有环境友好、能量密度高、转化效率高等优点,能够应用于便携能源及燃料电池电动车领域.但燃料电池阴极氧还原需要大量的铂基催化剂,铂价格昂贵、储量有限、易中毒的缺点限制了它的实际应用.因此,开发低成本、高活性、高稳定性的阴极非贵金属催化剂将能够显著推动质子交换膜燃料电池的大规模商业化应用.其中碳基非贵金属催化剂作为最有可能替代铂的氧还原催化剂,引起了广泛的研究.基于此,本文首先简单介绍了氧还原的机理;其次将碳基非贵金属催化剂分为过渡金属氮碳催化剂和非金属掺杂碳催化剂,对它们在材料制备和活性中心的研究进行了总结和讨论;最后,报道了碳基非贵金属催化剂在质子交换膜燃料电池单电池中的应用进展.     

磁性壳聚糖的制备及在脂肪酶固定的应用

采用共沉淀法制备磁性壳聚糖微球,戊二醛做交联剂把脂肪酶固定在磁性壳聚糖载体上,分别使用扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱仪、X射线衍射仪、振动样品磁强计、热重分析仪等对磁性壳聚糖微球进行表征分析,并检测了固定化酶的特性.结果表明,制备的磁性壳聚糖性能良好,与游离酶相比,固定化酶的最适p H,最适温度均有提高,固定化酶的热稳定性,对变性剂的耐受力,重复使用性都有较大幅度提高.     

极长与极短的铜铜距离-吡唑环三核亚铜配合物亲铜作用本质及发光调控

本文结合近年来亲金属作用研究领域的进展,针对本课题组在环三核亚铜配合物方面的最新研究成果,讨论了两个铜(I)–铜(I)作用相差悬殊的体系。一是通过构筑具有环三核单元的三棱柱笼状配合物,确认在正堆积模式下即使环三核单元之间亲铜作用极弱依然可以在磷光发射态中产生强亲铜作用,且通过配体的预留配位点与Cu_2I_2簇连结从而得到自校准大范围发光温度计;二是通过与亲铜作用正交的Br―Br卤键,实现环三核亚铜配合物前所未有的极短铜(I)–铜(I)距离,通过各种电子结构分析方法研究其本质。结果表明即使当铜(I)–铜(I)距离很接近铜的范德华半径和时,其本质依然为闭壳层作用,而Br―Br作用总为闭壳层作用,且该体系中最强的Br―Br作用很好地体现出一个Br原子的σ穴和另一个Br原子的负静电势区域的匹配性。     

氟烷基化和氟烷氧基化的研究8.钯(O)催化氟烷基碘对炔烃的加成反应

四(三苯基膦)钯(O)在温和的条件下能催化氟烷基碘R~FI[R~F=(CF~2)~nCl,n=2;n=4;n=6;R~F=(CF~3)~nCF~3;n=3;n=1;R~F=H(CF~2)~4]对炔烃(CH≡CC~4H~9,CH≡CSiMe~3,CH≡CPh)加成生成较高产率的加成产物.二(三苯基膦)二氯化肥(II)和二(三苯基膦)氟烷基碘化钯(II)在同样的条件下无催化作用.2,2-硝基,亚硝基丙烷能部分阻止反应,这表明反应的可能中间体是自由基,而不是二(三苯基膦)氟烷基碘化钯(II).