Co-B/稀土氧化物催化NaBH_4的制氢研究（英文）

研究了催化物体系Co2B/稀土氧化物对NaBH4放氢性能的影响。结果显示,掺杂Co-B/CeO2和Co2B/Sm2O3明显增加了NaBH4的放氢量,在所有的掺杂试样中,掺杂Co2B:CeO2比例为1:1混合催化剂的试样具有最大放氢量274 mL。然而,掺杂混合催化剂试样放氢速率的研究显示,掺杂系统混合催化剂使得NaBH4的放氢速率明显下降。此外,掺杂试样的微观结构研究显示,与掺杂Co2B的试样相比,掺杂混合催化剂试样的微观结构更加松散。Co2B/CeO2催化剂的研究发现,多孔状的微观结构对提高NaBH4放氢量是有益的,但是,对Co2B/La2O3和Co2B/Sm2O3等催化剂的研究结果显示,微观结构中的多孔结构与NaBH4放氢量没有直接关系。     

Hydrogen Generation on NaBH4 Catalyzed by Co-B/Rare Earth Oxides

研究了催化物体系Co2B/稀土氧化物对NaBH4放氢性能的影响。结果显示,掺杂Co-B/CeO2和Co2B/Sm2O3明显增加了NaBH4的放氢量,在所有的掺杂试样中,掺杂Co2B:CeO2比例为1:1混合催化剂的试样具有最大放氢量274 mL。然而,掺杂混合催化剂试样放氢速率的研究显示,掺杂系统混合催化剂使得NaBH4的放氢速率明显下降。此外,掺杂试样的微观结构研究显示,与掺杂Co2B的试样相比,掺杂混合催化剂试样的微观结构更加松散。Co2B/CeO2催化剂的研究发现,多孔状的微观结构对提高NaBH4放氢量是有益的,但是,对Co2B/La2O3和Co2B/Sm2O3等催化剂的研究结果显示,微观结构中的多孔结构与NaBH4放氢量没有直接关系。     

Pt/Co双金属纳米溶胶的制备及催化制氢性能

采用化学共还原法制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)稳定的Pt/Co双金属纳米溶胶,利用UV-Vis、TEM等对所合成的Pt/Co双金属纳米溶胶进行了表征,并系统研究了PVP用量,还原剂用量,双金属比例对该溶胶型纳米双金属催化剂活性的影响。结果表明:所制备的Pt/Co双金属纳米溶胶的平均粒径在2~3 nm之间,大部分双金属纳米溶胶催化剂催化NaBH4制氢的活性都优于单金属Pt和Co纳米溶胶,Pt10Co90双金属纳米溶胶的催化活性最高,其催化NaBH4制取氢气的活性可以达到8800 mol-H2·mol-催化剂-1·h-1,该双金属纳米溶胶催化NaBH4水解反应的活化能为61.8 kJ/mol。所制备的Pt/Co双金属纳米溶胶催化剂具有很好的稳定性,即使在4次催化试验后该催化剂仍然保持着较高的催化活性。     

催化剂Co_2B/Nd_2O_3对NaBH_4水解放氢的影响

研究了催化剂Co2B/Nd2O3对NaBH4水解放氢性能的影响。结果显示,随着Co2B/Nd2O3加入量的增加,掺杂NaBH4试样的放氢速率明显加快。当Co2B/Nd2O3的加入量相同时,随着催化剂Co2B/Nd2O3中Nd2O3含量的增加,掺杂试样的放氢速率明显降低。对于放氢量的研究发现,当Co2B/Nd2O3加入量增加时,试样的放氢量有所增加,但是增加幅度不大,在所有的掺杂试样中,掺杂量为4%的掺杂80%Co2B+20%Nd2O3的试样的放氢量最大为520 mL/g。SEM的分析发现,随着NaBH4中掺杂量的增加,试样的放氢速率变化明显,然而试样的放氢量却没有明显变化。     

还原氧化石墨烯负载氧化钴杂化纳米催化剂的合成及其对一氧化碳氧化的催化性能（英文）

采用沉淀和水热合成方法制备还原氧化石墨烯负载氧化钴纳米催化剂。采用XRD、Raman光源、SEM、TEM、氮气吸附、UV-Vis、XPS和H2-TPR等测试手段对所合成的催化剂进行表征。结果表明:颗粒尺寸均一的钴氧化物纳米颗粒均匀地分散在还原氧化石墨烯表面,所合成的材料具有较大的比表面积和均一的孔径分布。采用连续流动固定床微反-色谱装置对所合成的杂化催化剂对一氧化碳氧化的催化性能进行研究后发现,含还原氧化石墨烯质量分数为30%的催化剂具有最高的催化活性,能实现一氧化碳在100°C时的完全氧化。     

柠檬酸盐水溶液中二价钴的电化学还原过程（英文）

采用循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗法(EIS),研究不同柠檬酸盐浓度和pH下钴的电化学还原过程。结果表明:在组成为0.05 mol/L CoSO4·5H2O、0.20 mol/L Na2SO4和0~0.40 mol/L C6H5O7Na3·2H2O,pH为3~9的溶液中,二价钴以游离Co2+离子和[Co(C6H5O7)]配合物两种形态存在,并在电极表面被还原。溶液的pH对钴的电化学还原过程有显著的影响。当柠檬酸盐溶液的pH为3时,钴主要以游离Co2+离子的形态被还原;当溶液为弱酸性(pH=4~6)时,钴主要以[Co(C6H5O7)]-的形态被还原为Co0,还原过程分两步进行,中间产物在电极表面发生吸附;当柠檬酸盐水溶液的pH大于7时,形成的柠檬酸钴配合物主要是[Co(C6H5O7)]-和[Co(C6H4O7)]2-,这两种配合物非常稳定,其还原电位负于溶液的析氢电位,因此难以从该溶液中还原得到Co0。     

负载型钴钼金属氮化物的制备及其表面化学研究

采用等体积浸渍法结合NH3程序升温氮化技术,制备了一系列γ-Al2O3负载的Co/Mo金属氮化物催化剂。利用XRD、H2-TPR-MS和H2-TPSR-MS等手段,考察了Co/Mo金属氮化物催化剂及其氧化物前驱体的结构与表面性质;探讨了活性组分不同浸渍顺序制备的单、双金属氮化物的结构与表面性质差异;以NH3分解为探针反应考察了不同催化剂的反应性能差别。结果表明,活性组分的浸渍方式对催化剂的表面性质有重要的影响,共浸渍法制备的Co/Mo双金属氮化物由于其氧化物前驱体表面形成了CoMoO4相,有利于Co3Mo3N的生成。在NH3分解反应中,共浸渍法制备的Co/Mo双金属氮化物(0.56mol.g-1.h-1)比单金属氮化物和分步浸渍法制备的双金属氮化物具有更高的催化活性。     

热处理温度对Pt-Ni合金结构演变及催化性能的影响

采用置换法在石墨烯上负载的Ni颗粒上制备出石墨烯负载Pt-Ni颗粒(Pt-Ni/G),通过对Pt-Ni/G进行不同温度的热处理,研究了热处理温度对Pt-Ni合金的结构变化和对氧还原反应和析氢反应催化活性的影响。结果表明,200℃热处理条件下,原子发生短程扩散迁移,Pt-Ni合金催化剂对氧还原反应(ORR)和析氢反应(HER)具有最好的催化活性;当热处理温度达到300℃和400℃后,除了Pt和Ni的衍射峰外,还出现了Ni-P合金的衍射峰,说明Ni原子和P原子进行了长程运动,由于Ni-P化合物的存在,使Pt-Ni合金催化剂对ORR和HER的催化活性降低。     

光Fenton反应的Ce-Fe/Al2O3催化剂超声制备及性能表征

采用超声浸渍法和普通浸渍法制备具有相同铁负载量的Ce-Fe/Al2O3催化剂,以解决光Fenton反应过程中催化剂活性低的问题。通过扫描电镜（SEM）、氢程序升温还原（H2-TPR）、紫外可见漫反射（DRS）、比表面积分析（BET）及XPS等手段分别表征催化剂的表面形貌、还原性能、光吸收特性、比表面积特性及活性组分铁的价态和表面分布,利用媒介黄的光Fenton脱色反应考察催化剂的活性和稳定性。结果表明：超声浸渍20 min使活性组分Fe2O3分散均匀,有效抑制Fe2O3颗粒的长大,增加催化剂对光的吸收;比表面积从221.3增大到247.8 m^2/g,改善了催化剂的微孔结构;催化剂表面铁含量从0.24%提高到0.38%,提高了催化剂的催化活性。在pH6.0条件下,60 min内可使200 mg/L媒介黄完全脱色。     

化学镀制备Co/Al_2O_3催化硼氢化钠水解制氢

以商品化的氧化铝球为载体,通过化学镀法在其表面沉积金属钴,制备不同担载量的Co/Al2O3催化剂,并用于催化碱性溶液中硼氢化钠水解放氢反应。考察钴担载量、硼氢化钠浓度、反应温度、循环使用次数对催化剂性能的影响。通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分别对催化剂表面形貌、元素组成和晶相结构进行分析。结果表明:当钴的担载量为0.46%(质量分数)时,20℃下5Na BH4+5%Na OH体系的产氢速率最高,达3.26L/(min·g);反应表观活化能为64.4 k J/mol;循环使用4次后,催化剂活性降至初始值的72%。     

纳米Ir／SPE电极的制备及其影响因素

首次选用镍作为中间催化剂,采用吸附还原成长法制备纳米Ir/SPE电极,并就镀浴温度和pH值、H2IrCl6浓度、NaBH4与H2IrCl6配比对电极制备的影响作了深入研究。研究表明:采用吸附还原成长法,以Ni作为中间催化剂,浓度为22mmol·L-1NaBH4与浓度为6mmol·L-1H2IrCl6的混合液作为镀浴,亦即NaBH4与H2IrCl6配比为3.6,pH值为8,镀浴温度为40℃,镀浴时间为24h的条件下,循环镀覆3次,可获得致密、均匀,具有良好电解性能的纳米级Ir/SPE电极。     

纳米钴基尖晶石活性氧化物的研究 I.Sol-gel法制备

本文探索采用溶胶凝胶法制备钴基尖晶石氧化物涂层钛阳极,对不同温度热处理的样品分析表明,涂层相成分很复杂,主要是由Co3O4,Co2RuO4,CoTiO3等尖晶石相所构成,采用在450℃以下的温度处理,其晶粒均非常细小.450℃处理的涂层内部晶粒平均尺度大约为20～30nm.     

钴镍合金纳米片分级结构及其双催化电解水性能

钴镍合金具有双功能电催化活性,可有效提高电解水效率、降低成本。利用电沉积的方法通过调节电流密度和沉积时间在耐蚀性钛箔上合成了具有分级结构的钴镍合金纳米片。参数优化后的结果表明,沉积电流密度为75mA·cm-2时,仅用5min即可获得规整有序的纳米片-纳米颗粒分级结构。XRD和HRTEM表征结果证实,在纳米片-纳米颗粒的分级结构中形成了具有双功能催化活性的钴镍合金,钴和镍的原子比随反应时间的变化而略有变化。纳米片-纳米颗粒分级结构的形成使得表面催化活性位点增加,其在碱性条件下表现出较优异的析氧和析氢双功能催化活性,在10mA·cm-2时HER和OER过电势分别为517与392mV,将来有望替代贵金属催化剂而成为新型的电解水催化剂。     

H13钢表面TiC/Co基激光修复层的显微组织与力学性能

采用激光熔覆技术在H13热作模具钢表面分别制备了Co50合金涂层和TiC/Co基复合涂层.借助XRD,SEM与显微硬度计对比分析了涂层与基材的结合状态、涂层物相组成、截面组织形貌和显微硬度分布.结果表明,Co50合金涂层和TiC/Co基复合涂层均与H13钢基材呈良好冶金结合特征.Co50合金涂层主要由初生γ-Co枝晶及其间的共晶组织组成,而TiC/Co基复合涂层主要由TiC颗粒、枝晶及细小的共晶组织组成,其组成相除含有TiC,TiCo₃和Cr₂Ni₃外,还有Cr-Ni-Fe-C等相.涂层截面显微硬度分布表明,TiC/Co基复合涂层截面平均显微硬度明显高于Co50合金涂层,分别为5520 MPa和4990 MPa,分别是H13钢基材的2.7和2.4倍.     

纳米钴基尖晶石活性氧化物的研究Ⅰ.Sol—gel法制备

本文探索采用溶胶凝胶法制备钴基尖晶石氧化物涂层钛阳极，对不同温度热处理的样品分析表明，涂层相成分很复杂，主要是由Co3O4,Co2RuO4,CoTiO3等尖晶石相所构成，采用在450℃以下的温度处理，其晶粒均非常细小。450℃处理的涂层内部晶粒平均尺度大约为20－30nm。     

SiC涂层对泡沫炭高温抗氧化性能的影响

采用包埋法在中间相沥青基泡沫炭表面生成了一层致密的高温抗氧化碳化硅涂层,研究了SiC涂层对泡沫炭高温抗氧化性能的影响.通过热重分析仪(TG)对有、无SiC涂层的泡沫炭的抗氧化性能变化进行了分析,采用扫描电子显微镜(SEM)分析了SiC涂层的结构和形貌特征变化,同时在1 200℃空气气氛中对SiC涂层的抗氧化性能进行了测试.结果表明:SiC涂层使泡沫炭的抗氧化性能有了显著的提高,并且随着SiC涂层厚度的增加,泡沫炭的抗氧化性能也随之增强.     

Ce联合Nb/Co改性稀土尾矿催化剂NH3-SCR性能及脱硝机理研究

白云鄂博稀土尾矿含有Fe、Ce等利于催化脱硝的活性元素,作为天然矿物对环境友好且成本低,是做脱硝催化剂的天然原料,但稀土尾矿催化剂温度窗口较窄(350~450℃)。为拓宽稀土尾矿催化剂的温度窗口,用Ce、Nb、Co改性稀土尾矿,采用水热法制备了一系列Ce-M(Nb、Co)改性稀土尾矿催化剂,探究元素比例及元素种类对脱硝性能的影响。通过BET、XRD、XPS、H2-TPR和NH3-TPD对改性稀土尾矿进行表征分析,并利用In situ DRIFTS 技术对Ce-Co改性稀土尾矿的NH3-SCR机理进行了探究。结果显示,Ce-Nb(2:1)改性稀土尾矿在300~400℃脱硝效率最高为85%,Ce-Co(2:1)改性稀土尾矿在250~400℃脱硝效率能够达到90%。Nb和Co的加入提高了催化剂表面CeCO3F的分散度,暴露更多活性吸附位点。同时,元素之间的相互作用促进了电子的转移,Nb5+的形成阻碍了Ce4+的还原,调节了氧化还原性能,使得Ce-Nb改性稀土尾矿具有优异的N2选择性。而Co的加入提高了催化剂氧化还原能力,使得Co3+增加,进而提高Br?nsted酸性位的吸附强度,NH4+及Co3+-NH2能够首先与NO反应,形成NH3HNO及NH2NO等中间产物,催化剂表面同时遵循E-R机理和L-H机理,E-R机理占主导。     

CoB/La_2O_3对NaBH_4水解放氢性能的影响

实验通过排水法研究了混合催化CoB/La_2O_3对NaBH4水解放氢性能的影响。结果显示,混合催化剂的加入量在1%~4%的变化区间时,掺杂混合催化剂的试样的放氢速率随着掺杂量的增加都呈现出了一个明显的增加趋势,并且掺杂4%(70%CoB/30%La_2O_3)的试样的放氢速率最大为260mL/min;然而对于放氢量的研究发现混合催化剂CoB/La_2O_3加入量以及配比影响NaBH4的放氢量,在所有试样中,当掺杂量为4%的掺杂80%CoB和20%La_2O_3的试样放氢量最大为575mL,但此时试样放氢速率有所降低。     

电镀条件对CoP非晶镀层催化活性的影响

目的考察电镀条件对CoP镀层催化硼氢化钠水解产氢性能的影响规律。方法通过电镀法在铜片表面沉积CoP非晶催化剂,并用于催化硼氢化钠水解制氢。催化剂微观形貌和元素组成分别由场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和能谱仪(EDS)进行表征。通过正交试验确定沉积时间、沉积温度、电流密度对催化剂活性的影响等级。同时,考察了NaBH4浓度、反应温度和循环使用对催化剂性能的影响。结果 FE-SEM和EDS分析表明,CoP镀层由直径200nm左右的晶粒堆积而成,Co与P的原子比为3.6:1。正交实验结果表明,沉积时间对催化剂活性的影响程度最大,之后依次为沉积温度和电流密度。当沉积温度、时间、电流密度分别为20℃、1min、5.56A/dm~2时,所制备的催化剂活性最高。30℃下,6%NaBH_4+2%NaOH体系中,氢气的生成速率为2750mL/(min·g),反应表观活化能为41.2kJ/mol,循环使用4次后,催化剂活性降低64%。结论采用电镀法成功制备了CoP/Cu催化剂,其催化硼氢化钠水解产氢性能优异。电镀条件中,沉积时间是影响催化剂活性的首要因素,其次为沉积温度和电流密度。     

Pd/ZrO2-Al2O3催化剂中载体制备对CH4转化活性的影响

为推动ZrO2-Al2O3在天然气汽车尾气净化催化剂中的实际应用,并阐明其制备条件对负载催化剂转化活性的影响机制,文章以ZrO2-Al2O3复合氧化物为载体,采用等体积浸渍法制备了Pd/ZrO2-Al2O3催化剂,并在连续流动固定床反应器上研究了ZrO2-Al2O3复合氧化物的制备对催化剂低温CH4氧化活性的影响。结果表明：制备方法中,相比于浸渍法和胶溶法,沉淀法更能提高催化剂活性;锆源、铝源优选中,以Zr(NO3)4为锆源、拟薄水铝石为铝源时能获得较高的催化活性;组分配比中,以w (ZrO2): w (Al2O3)=10:90的催化活性最高。XRD、低温N2吸附、CO脉冲吸附的结构表征表明,ZrO2-Al2O3复合氧化物的大的比表面积、孔容、孔径是促进贵金属Pd分散,提升催化剂低温CH4转化活性的关键因素。