微波加热模式对Pt/C催化剂甲醇电氧化性能的影响

文章简要阐述了微波电介质加热原理,解释了Pt/C催化剂制备时分散体系的选择依据,考察了脉冲微波加热与连续微波加热两种模式对微波辅助乙二醇法合成Pt/C催化剂甲醇电催化氧化性能的影响。研究发现:脉冲微波加热模式制备的催化剂的性能显著好于连续微波加热模式,当微波输出功率为620 W,采用10 s ON/10 s OFF的脉冲模式加热5次时,制得的Pt/C催化剂的甲醇电氧化性能最好。     

负载途径对炭气凝胶载Pt催化剂性能的影响

选择孔隙率高、孔隙尺寸小、比表面积大、电导率高、孔径大小及分布可控的新型炭材料炭气凝胶(CAs)为载体,通过在成品CAs表面负载和在CAs制备过程中同步负载两种途径制备了CAs负载的Pt催化剂,利用XRD、TEM、ICP及电化学循环伏安测试等手段对比讨论了负载途径对CAs载Pt催化剂物化性能及甲醇氧化催化活性的影响。结果表明,同步负载虽然可以简化制备工艺,但所制得的催化剂样品中催化活性组分Pt颗粒大、团聚严重、分散性差、负载量低,而且有许多Pt颗粒被包裹在CAs内部,因而导致了催化剂的有效利用率和催化性能降低。相反,通过在成品CAs表面负载的方法可以制得Pt颗粒小、分散均匀、实际负载量接近理论设计的高性能催化剂。     

Pt/C催化剂制备工艺对硅氢加成催化性能的影响

通过活性炭负载铂制备了一种硅氢加成反应用多相催化剂(Pt/C),考察了活性炭处理、还原pH值、催化剂铂负载量、反应时间对Pt/C催化苯乙烯与三乙氧基硅烷加成反应催化性能的影响.结果表明:用15%硝酸处理活性炭载体,pH值为8.5环境下还原的负载量为5%的Pt/C催化剂具有最好的催化效果,苯乙烯转换率为100%,β-加成产物选择性为94.9%.     

Pt/H_xMoO_3电极上甲醇的催化氧化

铂电极在c(K2 PtCl6) =2 .5× 10 -3 mol/L、c(Na2 MoO4 ) =0 .0 5mol/L、c(H2 SO4 ) =0 .5mol/L的溶液中 ,电位为 +1 1～ - 0 2V(vs.SCE) ,以 2 0mV/s的速度循环扫描 10min ,可制得一种Pt/HxMoO3 电极。用循环伏安和电位阶跃方法研究了在所制备电极上甲醇的氧化。实验结果表明 ,所制备电极对甲醇的氧化有催化作用 :(1)氧化电位比在Pt/Pt电极上降低 0 12 5V ;(2 )氧化电流为Pt/Pt电极的 6倍。讨论了Pt/HxMoO3 电极对甲醇氧化的催化机理。     

固相反应制备Pt/C催化剂

利用固相反应法制得具有较高催化活性的Pt/C催化剂,探讨了制备条件对催化剂性能的影响。结果显示:用水作浸渍介质、n(NaOH)/n(H2PtCl6)=6 4、固相还原剂为聚甲醛时,制得的Pt/C催化剂中Pt粒子的平均粒径为3 8nm。线性扫描伏安结果表明:在30℃、扫速为50mV/s时,制得的Pt/C催化剂在c(CH3OH)=0 5mol/L和c(H2SO4)=0 5mol/L混合溶液中,甲醇氧化的峰电流密度为11 3mA/cm2;而同样条件下,E TEK公司商品化的Pt/C催化剂为9 2mA/cm2。     

载体对Pt催化剂制备邻苯基苯酚催化性能的影响

分别以活性炭(AC)、γ-Al2O3、MgO、TiO2为载体,氯铂酸为活性金属前驱体,采用等体积浸渍法制得不同载体负载的Pt催化剂,考察了它们对环己烯基环己酮(dimer)脱氢制备邻苯基苯酚(OPP)的催化活性和选择性。并用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温脱附(H2-TPD)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等对催化剂进行表征。结果表明,载体对所制备的催化剂表面Pt含量、酸碱性和对氢吸附能力等微观性能有影响,以γ-Al2O3为载体制备的Pt-K/γ-Al2O3催化剂,由于催化剂表面Pt质量分数高达0.41%,碱性强和碱中心多,利于氢和中间产物在催化剂表面的吸附,从而提高环己烯基环己酮的转化率和OPP选择性。Pt/γ-Al2O3催化剂在LHSV 0.12 h-1、H2空速33 mL/(g.h)、反应温度380℃的条件下,在200 t/a的工业化装置运转8 000h后,环己酮二聚物转化率仍能达99%以上,OPP选择性达90%以上。     

Pt/CrCeAlO催化剂对二氯甲烷的催化氧化性能

催化氧化是消除挥发性有机废气的有效手段,而二氯甲烷是含氯有机废气的代表性化合物。采用沉淀法制备了不同CrO_x含量的CrCeAlO催化剂,并用浸渍法制备了Pt/CrCeAlO催化剂,将其用于二氯甲烷催化氧化。结果表明,催化剂均表现出较好的活性,Cr_0.03Ce_0.05Al_0.95O₂催化剂在390 ℃时即可完全氧化二氯甲烷。而负载Pt后的催化剂活性明显提高,2.0Pt/Cr_0.03Ce_0.05Al₀.₉₅O₂催化剂表现出最好的活性,在340 ℃条件下,转化率即达100%。采用XRD、SEM、TEM、H₂-TPR和NH3-TPD对催化剂进行表征,表明催化剂的活性主要受其表面酸性和氧化还原性的影响,表面酸性位提供二氯甲烷化学吸附位,而催化剂表面氧化还原性则有利于反应中氧物种的活化。催化剂中添加Pt后,由于Pt、CeO₂ 和 CrO_x物种间的相互作用而增强了催化剂的氧化还原性,从而进一步促进了反应活性的提高。     

WC/C制备条件对甲醇电氧化特性的影响研究

以钨酸铵为前躯体,采用程序升温控制还原法（TPR）制备了WC／C纳米颗粒,在碳载体存在的情况下,研究了钨源前躯体碳化过程中CH4与H2流量比对单-WC晶相以及Pt／WC／C电催化氧化甲醇性能的影响。XRD测试结果发现：仅在CH4：H2流量比为2时可获得单一WC多晶,其平均粒径为11．3nm。循环伏安实验结果证实：10wt％Pt-10wt％WC／C电催化氧化cH,OH的比质量活性达到875mA·mg^-1,远远高于10wt％Pt／C的658mA·mg^-1,且起始氧化电位负移80mV。计时电流法实验表明Pt／WC／C在酸性介值中稳定性高于Pt／C催化剂。     

Pt/CNTs金属纳米催化剂的制备及对甲醇的电催化氧化

采用混酸(HNO3-H2SO4)浸泡法对碳纳米管(CNTs)进行表面功能化,以氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)为前躯体,通过液相化学还原法快速合成了Pt/CNTs纳米催化剂(负载Pt的质量分数为20%)。透射电镜(TEM)观察表明,该法合成的Pt纳米粒子粒径小且尺寸分布窄,Pt纳米粒子高度分散在CNTs的表面,其平均粒径为4.5 nm,与XRD表征所计算的平均粒径相符合(4.46 nm)。电化学实验表明,该法合成的Pt/CNTs催化剂比商业Pt/CNTs催化剂对甲醇的电化学催化活性要高。     

Pt/C催化剂制备方法的选择

研究了以HCl酸洗、H_2O_2、浓H_2SO_4、HNO_3氧化处理后的活性炭为载体,用不同方法制备了Pt担载量为3%的担载型Pt/C催化剂。TEM统计结果表明,HCl酸洗、HNO_3氧化活性炭为载体,甲醛还原法制备的催化剂分散度最高,平均粒径最小为2．2nm。FT-IR结果表明,HNO_3氧化处理活性炭,活性炭表面含氧基团明显增加。     

甲醇在Pt—Ru／WO3电催化剂上的电化学氧化

通过对Ｐｔ－Ｒｕ／ＷＯ３电极的制备及其催化活性研究。在Ｐｔ／ＷＯ３电极的基础上加入钌元素,能较大地提高低温氧化甲醇的活性和稳定性,是一种有潜力的甲醇直接氧化燃料电池的阳极催化剂。     

聚苯胺修饰电极对甲醇的电催化氧化研究

应用电化学方法制备了Pt/PAn/GC电极,优化了苯胺在玻碳电极上的聚合条件,并对其进行了表征.结果表明,铂微粒在聚苯胺膜电极上具有很高的分散度,电极具有很大的比表面积,Pt/PAn/GC电极对甲醇电氧化的催化活性明显高于Pt/GC电极和Pt电极,在该电极上甲醇正向扫描和反向扫描时的氧化峰电流为58.68mA/cm2和50.00mA/cm2,为Pt/GC电极的1.6倍和1.7倍,为Pt电极的3.0倍和3.1倍,从而有效地提高了铂的催化活性,并得到在玻碳电极上聚合苯胺的最佳条件为扫描速度50mV/s,扫描上限1.2V.     

甲醇氧化电催化剂Pt、Ru和PtRu的性能研究

应用恒电位沉积法制得Pt、Ru和PtRu直接甲醇燃料电池阳极催化剂,并对三种催化剂的甲醇氧化活性和稳定性进行了考察。动电位和恒电位实验结果均表明,Ru的加入使PtRu的甲醇起始氧化电位相对于Pt催化剂负移,催化活性和稳定性得到明显的改善。     

碳化钨/碳气凝胶纳米复合材料增强Pt电催化甲醇性能的研究

以间苯二酚和甲醛为原料,采用溶胶-凝胶法原位合成WC纳米颗粒制备了碳化钨/碳气凝胶(WC/CAs);以WC/CAs为载体,利用微波加热乙二醇还原法制备了Pt/WC/CAs催化剂。运用循环伏安法(CV)、线性扫描(LSV)、计时电流法(CA)、能谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等技术分析Pt/WC/CAs催化剂的组成、结构及其对甲醇的电催化氧化活性的影响。实验结果表明,载体中WC纳米颗粒的加入促进Pt贵金属颗粒对甲醇的电催化氧化活性,正扫电流峰ip与扫描速率的平方根v1/2线性相关,Pt/WC/C催化氧化甲醇的过程受扩散控制;且电催化活性比Pt/C要好。     

Preparation of Low Loading Pt/C Catalyst by Carbon Xerogel Method for Ethanol Electrooxidation

Low platium loading Pt/C catalyst was prepared by direct Pt-embedded carbon xerogel method. The Pt content of the as-prepared Pt/C is about 4.32 wt% and has a typical polycrystalline phase. Textural and structural characteristics of the catalysts were characterized by XRD, EDS and BET. Pt-embedded in carbon xerogel increases the specific surface area and pore volume of the X-Pt/C during carbon gelation and the carbonization process. Electrochemical characteristics of the catalysts for ethanol electrooxidation were measured. The results indicated that the as-prepared 4.32 wt% Pt/C has higher mass current density in ethanol electrooxidation as compared to the 20 wt% Pt/C. This may be due to the high roughness of the Pt surface that is formed during the carbon gelation and carbonization process.     

直接甲醇燃料电池用碳气凝胶载铂催化剂的研究

利用溶胶—疑胶方法制备了高比表面积的碳气凝胶,利用浸渍还原法制备了Pt/碳气凝胶和Pt/C催化剂。采用BJH和TEM考察碳气凝胶的孔径分布和金属粒子的大小与分布,循环伏安曲线测试考察Pt/碳气凝胶对甲醇催化氧化性能的影响。结果表明,碳气凝胶的比表面积达到480 m2/g,孔径分布良好,催化剂金属颗粒较小,分散较好,循环伏安曲线图显示出Pt/碳气凝胶比传统的Pt/C对甲醇催化氧化性能高。     

Niobium Dioxide Facilitating Methanol Electrooxidation on Pt/C Catalyst by Synergistic Effect

In this work, Pt nanoparticles are deposited on NbO₂‐modified carbon composites and evaluated as promising direct methanol fuel cell (DMFC) electrocatalysts. Transmission electron microscopy (TEM) and X‐ray diffraction (XRD) indicate that Pt nanoparticles (about 2.5 nm) are uniformly dispersed on NbO₂‐modified carbon composites. Electrochemical measurements show that the mass activity toward methanol electrooxidation on Pt/NbO₂‐C is as high as 3.0 times that of conventional Pt/C. Meanwhile, the onset potential of CO oxidation is negatively shifted by about 46 mV as compared with that of Pt/C, which means that the synergistic effect between NbO₂ and Pt facilitates the feasible removal of poisoning intermediate CO during methanol electrooxidation. X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS) characterizations reveal the electron transfer from Nb to Pt, which suppress the poisoning CO adsorption on Pt nanoparticles and facilitate methanol electrooxidation. NbO₂ nanoparticles facilitate methanol electrooxidation on Pt/C catalyst by synergistic effect and electronic effect, which represents a step in the right direction for the development of excellent fuel cell anode electrocatalysts.