Pt/SDB疏水催化剂的制备及其用于水相消氢

将疏水催化剂应用于水相消氢可以提高电解水制氧装置的氧气纯度.本文以聚苯乙烯 - 二乙烯基苯(SDB)树脂为载体制备了高度分散的Pt/SDB疏水催化剂,并将其应用于水相消氢实验中.结果表明,6%的Pt/SDB催化剂消氢活性最高.在H2/O2空速(GHSV)10 000 h-1,水流量30 L/h,温度60 ℃时,氢气消除率达到了80%.采用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、热重分析仪对制备的催化剂进行了表征.分析发现,制备的催化剂具有良好的疏水性,Pt已被还原为0价态并以高度分散态存在,平均粒径小于5 nm.     

铟电极上电催化还原CO2

采用电镀法制备了In/Cu、In/Fe电极.用电化学测试方法考察了上述电极对CO2在0.2 moL/L的KHCO3溶液中还原反应的电催化活性,并对反应主要产物及电流效率进行分析.实验结果表明,基体上电镀铟有利于CO2的电催化还原,电还原产物主要是甲酸;在几种电极中,In/Cu电极的电催化活性最高,在-1.8 V时获得甲酸的电流效率为32.2%.最后展望了基体电镀的研究方向.     

低温CO氧化负载型贵金属催化剂的研究概述

本文概述了负载型贵金属催化剂的低温CO氧化性能影响因素,在制备工艺、低温活性、抗毒抗湿能力等方面进行了比较,并提出了贵金属催化剂领域尚待解决和深入研究的问题。     

γ-Al2O3对介孔稀土复合氧化物催化特性的影响研究

利用γ-Al2O3替代了60%的Ce/Zr固溶基体,对介孔La/Ce/Zr复合氧化物进行改性.利用ICP分析仪、X射线衍射仪、SEM、比表面仪、激光粒度仪、热重分析仪等表征技术对制备得到的催化剂粉体进行表征.结果显示,活性Al2O3显著提高了催化剂粉体的比表面积,改善了高温下的表面烧结程度,增强了催化剂的热稳定性能并提高了其使用寿命,同时也增加了催化剂粉体的储氧能力和对NO的吸附能力,从而提高了催化活性,明显降低了PM的起燃温度和最高活性工作温度,提高了其对NOx的最大还原率.该研究结果对同时去除船舶柴油机排气污染物PM和NOx具有非常重要的工程应用价值.     

γ-Al_2O_3对介孔稀土复合氧化物催化特性的影响研究

利用γ-Al_2O_3替代了60%的Ce/Zr固溶基体,对介孔La/Ce/Zr复合氧化物进行改性。利用ICP分析仪、X射线衍射仪、SEM、比表面仪、激光粒度仪、热重分析仪等表征技术对制备得到的催化剂粉体进行表征。结果显示,活性Al_2O_3显著提高了催化剂粉体的比表面积,改善了高温下的表面烧结程度,增强了催化剂的热稳定性能并提高了其使用寿命,同时也增加了催化剂粉体的储氧能力和对NO的吸附能力,从而提高了催化活性,明显降低了PM的起燃温度和最高活性工作温度,提高了其对NOx的最大还原率。该研究结果对同时去除船舶柴油机排气污染物PM和NO_x具有非常重要的工程应用价值。     

核壳结构Au@Pt十面体纳米晶的调控及甲醇氧化催化性能研究

孪晶结构的Pt纳米晶,在电催化过程有希望获得更优异的催化活性.这是由于孪晶界处的应力对Pt纳米晶的电子结构调控.但受制于Pt的高表面能,孪晶结构Pt纳米晶的制备仍然面临着巨大挑战.文中采用油胺为溶剂,一步法制备获得以{111}晶面为暴露面的Au@Pt十面体纳米晶.胺基团的强吸附降低了Pt的表面能,从而促进了Pt在Au核上的外延生长.甲醇氧化催化测试表明,Au_(62)@Pt_(38)十面体纳米晶的正向电流密度值为0.44 mA/cm~2,显示了较好的催化活性,是商业Pt/C催化剂(0.22mA/cm~2)的2倍.电催化测试中正向电流密度与反向电流密度的比值通常用来衡量催化剂的抗CO中毒能力(If/Ib),Au_(62)@Pt_(38)(1.32) Pt/C(0.91),Au@Pt核壳结构十面体纳米晶具有较高的抗CO中毒能力.     

Sm0.8Ca0.2AlO3-δ固体电解质的合成及其导电性能

为了改善SmAl O3体系的导电性能,提高其离子电导率,在固相反应条件下,用Ca对SmAl O3中的A位进行了部分替代,成功合成了具有四方钙钛矿结构的固体电解质Sm0.8Ca0.2Al O3-δ。以该材料作为电解质隔膜,Pt作电极组成了氢-空气燃料电池,并测定了该燃料电池在800℃~1000℃范围内的电动势。氧离子迁移数通过实测电动势与利用Nernst方程导出的理论电动势的比值来确定,在测量温度范围内氧离子迁移数都大于0.96,样品以离子导电为主。阻抗谱测量结果表明:Ca的掺杂大大提高了样品的电导率,Sm0.8Ca0.2Al O3-δ在800℃时电导率为0.035 S/cm,与钇稳定的二氧化锆(YSZ)的电导率相当。Ca掺杂的SmAl O3是一种性能较为优良的固体电解质。     

铁基复合载氧体还原性能研究

化学链燃烧是一种新型的燃烧技术,和传统燃烧方式不同在于,化学链燃烧是在载氧体的作用下实现燃料与空气的非接触燃烧。本文使用了Fe_2O_3作为载氧体,选择了Al_2O_3作为惰性载体,使用浸渍法制备了6种不同Fe_2O_3质量含量的Fe_2O_3/Al_2O_3载氧体,对其还原性能做了初步研究,发现Fe_2O_3质量含量的增加对Fe_2O_3/Al_2O_3载氧体的还原反应性能有着重要的影响,载氧体中活性金属铁的含量越高,载氧体的还原性能越强,在Fe_2O_3质量含量为70%时载氧体的还原性能最佳。     

负载型金属氧化物催化剂分解臭氧性能研究

制备了以活性炭和5A分子筛为载体的催化剂,考察了活性组分、相对湿度、活性组分含量以及空速等因素对其催化分解臭氧性能的影响,分析了臭氧在催化剂表面上的吸附和分解机理,得出以活性炭为载体的催化剂Mn-Ag-O/C具有良好的催化分解性能和较强的耐湿性能。     

船舶柴油机颗粒物捕集及再生试验

颗粒物捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)是应对柴油机颗粒物(Particulate Matter,PM)排放的有效工具,针对某型船用发动机,设计DPF和不同的PM再生方式,对DPF的PM捕集效率和再生性能进行试验测试。结果表明:该型DPF对船舶柴油机在不同工况下的PM排放均有较高的捕集效率,达到90%以上,但会造成柴油机排气背压和油耗升高;采用贵金属催化剂和非贵金属催化剂涂层均可降低PM的纯被动再生活性温度,实现有效再生,但贵金属催化剂结合抗硫涂层的耐硫性能优于非贵金属催化剂;采用燃烧器主动再生装置提高柴油机烟气温度可有效实现DPF再生,再生效率和再生程度较高。根据试验结果对船舶柴油机匹配DPF及其再生系统提出建议,为DPF的实船应用提供参考。     

纳米Pt/C电催化剂研究

介绍了采用还原法制备纳米电催化剂,探讨了影响反应及粒度的因素,得到了最佳反应条件,并用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)进行了表征.得到了粒径为2～5nm左右的Pt晶粒,研究了反应条件对催化剂催化活性的影响.研究表明,随着催化剂中Pt晶粒直径减小,电催化剂活性得到提高;电催化剂的反应条件与其晶相结构具有一定的对应关系.     

固体氧化物燃料电池作为动力源在船舶应用中的关键技术问题

固体氧化物燃料电池系统具有高效率、低噪声、低电磁信号等显著优点,是未来船舶动力源的最有力竞争者之一。固体氧化物电解质薄膜制备技术、压缩密封技术、催化剂及其涂附技术和双极板的制备是其应用于船舶动力源的关键技术。本文详细介绍了这些关键技术的研究现状,并分析其发展趋势。随着这些技术的发展和成熟,固体氧化物燃料电池在船舶上将会获得更加广泛的应用。     

双功能氧电极LaCo_(1-y)Mn_yO_3的合成及电化学性能

用甘氨酸硝酸盐燃烧法制备了复合氧化物LaCo1-yMnyO3(y=0~0.5,0.7,0.9),并对它进行了XRD结构分析.用此复合氧化物制备了双功能氧电极,采用三电极体系在通氧或不通氧下测试氧还原和氧析出的循环伏安曲线,同时研究了氧电极的动力学特征,通过化学动力学参数得到氧还原和氧析出的活化能,采用恒电位电化学方法初步评价了该氧电极的电催化活性.结果表明:该复合氧化物粉体均为钙钛矿单相,平均粒径在14.2~20.2 nm之间.该氧电极具有双功能催化特性,但不完全可逆,其中LaCo0.7Mn0.3O3的双功能电催化活性最好.     

TiO2光催化剂的改性研究

本文综述了离子掺杂、贵金属沉积以及与半导体复合等方法来改善TiO2可见光光催化活性的研究进展,简要分析不同方法对其光催化性能的影响,并展望了TiO2光催化剂今后的研究方向。     

催化Prins成环反应的研究综述

对Prins成环反应催化剂体系的进展进行了较全面的综述,重点介绍了构筑C环和含氧(氮)C环的催化剂体系及其反应机理。     

基于电化学氮还原法的数值模拟仿真研究

为了改善工业上获取氨资源的严苛工况,使大气中游离的氮气能够在室温条件下得到还原,为实现电化学催化还原的预期目标提供了一条有效途径.然而,电化学腐蚀及阴极材料自身衰退等问题的存在,很大程度上影响催化效率,因而激发了更具有潜质的电极材料设计工作.文中基于第一性原理计算,系统研究了单个过渡金属元素(Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo)原子掺杂到一种单层有机金属框架(MOF)上对氮气还原反应的催化性能.计算结果表明:单个钼(Mo)原子在掺杂后拥有最好的氮气还原活性表现,其中~*N_2质子化为~*NNH是整个反应过程的速率控制步骤,且对应的起始电位为0.24 V.此外,一种简单的描述符号(即~*NNH的吸附能)被发现可以用来很好预测不同体系的过电势大小,为理论计算筛选工作提供了便捷和理论指导.     

原位自生TiC／Fe复合材料的制备及组织形态研究

采用在普通45#钢的熔炼过程中加入Ti的方法，制备了不同成分的原位TiC／Fe复合材料，并观察分析不同成分TiC／Fe复合材料的显微组织及硬度变化．结果表明：简单的熔铸法可以制备不同体积分数的TiCp／Fe复合材料，复合材料中多数TiC以细小的规则三角形或四边形存在，且随Ti加入量的增加而增多，TiC达到一定含量时，还会形成棱面枝晶状TiC；材料硬度则随TiC含量增加而提高．当材料制备时只添加Ti，则TiC的形成使基体中碳含量减少，从而使基体中的Fe3C减少或消失，其硬度随钛含量的增加而先增后降，同时过量的钛不仅形成缺碳的非计量比TiCx，还形成条状的Fe2Ti金属间化合物．     

Pt-Pd/Al2O3催化剂对甲烷的催化燃烧性能研究

采用浸渍法制备了Pt-Pd/Al2O3催化剂,以甲烷为实验气体,详细考察了空速、温度、甲烷浓度等反应条件对该催化剂活性的影响.实验结果表明,对于低浓度的甲烷,催化剂在350 ℃时活性达到75.3%,完全转化温度T99为400 ℃;温度、空速、甲烷浓度均对催化剂的活性产生影响,温度越高、空速越低、甲烷浓度越高,催化剂活性越好;在低浓度甲烷条件下,原料气中的氧气浓度对催化剂的活性影响较小;在20%O2/N2气氛中活化催化剂,其活性高于在纯N2气氛中活化的催化剂.     

LiCoO_2脱锂材料作锂原电池正极材料研究

本文采用电化学方法制备了LiCoO_2的脱锂材料,并利用SEM、XRD、TG对产物进行形貌、物相、热稳定性能的表征。将其作为正极材料,组装成Li-Li_(1-x)CoO_2原电池,开路电压达4.18V。在0.1C倍率下放电,截止电压为2.75V时,放电比容量达114.3mA.h/g。证实了LiCoO_2的脱锂材料从电池中分离以后,性能稳定并且具有电化学活性。     

水下航行器用氢氧燃料电池动力系统

本文介绍了水下航行器用氢氧燃料电池动力系统的关键技术及其难点,并提出该系统原理样机的设计方案,其基本组成包括燃料电池电堆、辅助设备、储氢罐、储氧罐和监控设备等。相关的计算和分析对类似的氢能系统具有一定的参考价值。