预处理条件对Pt/Al2O3催化氧化NO性能的影响

考察了温度和反应气氛对新鲜态Pt/Al2O3催化剂上NO氧化过程中的degreening效应的影响。利用活性评价实验测试不同条件下NO氧化活性,用H2程序升温还原(H2-TPR)表征了degreening效应过程中催化剂中Pt的价态变化。在degreening效应过程中,新鲜态Pt/Al2O3催化剂中与载体结合较弱的PtOx物种在温度低于300℃时被NO还原为Pt⁰;与载体结合较强的PtOx物种在温度高于400℃时分解成Pt⁰。新鲜态Pt/Al2O3催化剂经过第一次程序升温反应后,NO氧化活性位Pt⁰的增加导致了其NO氧化能力提高。     

PtPb/ C 催化剂的制备及其对甲酸电氧化的催化性能

目的通过Pb元素的添加来提高Pt/C催化剂电催化氧化甲酸的性能。方法通过乙二醇协助硼氢化钠还原法,以氯铂酸为Pt源和硝酸铅为Pb源制备不同原子比的PtxPb/C催化剂。采用X射线衍射光谱法(XRD)和透射电子显微镜技术(TEM)表征样品的晶体结构和颗粒形貌;采用循环伏安法表征样品催化氧化甲酸的性能。结果利用乙二醇协助硼氢化钠还原法成功制得了Pt和Pb原子比不同的PtxPb/C催化剂,XRD和TEM测试结果表明这些样品均为Pt的面心立方结构,且颗粒大小均一、分散均匀,其平均粒径为4 nm左右。循环伏安测试结果表明PtxPb/C催化剂催化氧化甲酸的性能优于商业Pt/C催化剂的催化性能,且受Pt和Pb原子比的影响,当原子比为5∶1时,其对氧化甲酸的催化性能最好,峰电位对应的Pt的比质量活性达到2000 m A/(mg Pt),远远高于商业Pt/C,同时计时电流曲线表明其具备良好的稳定性。结论 Pb原子的加入影响了Pt原子的电子结构,与Pb对Pt的协同作用共同促进了CO等中间产物在Pt表面的快速氧化,降低了催化氧化甲酸的初始电位,促使甲酸在低电位直接氧化为CO2和H2O,提高了其催化氧化甲酸的峰电流,有效减轻了Pt中毒,提高了其催化活性。     

MoS2/Ti3C2Tx对磷酸盐涂层宽温域摩擦学性能的影响

目的 以MoS2/Ti3C2Tx为固体润滑剂,在25(室温)~400 ℃下制备具有优异摩擦学性能的MoS2/Ti3C2Tx磷酸盐涂层,并研究它在不同温度下的减摩抗磨机制。方法 以氢氟酸为MAX相(Ti3AlC2)粉体的蚀刻剂,制备具有“手风琴”形貌的Ti3C2Tx MXene。以硫脲、钼酸铵、MXene为原料,制备MoS2/Ti3C2Tx复合材料。以Al(H2PO4)3为黏结剂,以CuO为固化剂,分别以Ti3C2Tx和MoS2/Ti3C2Tx为固体润滑剂,制备Ti3C2Tx磷酸盐涂层和MoS2/Ti3C2Tx磷酸盐涂层。通过高温摩擦磨损试验机和光学数码显微镜测试涂层在25~400 ℃时的摩擦因数和磨损率,采用扫描电子显微镜和显微共焦激光拉曼光谱仪分析磨痕表面形貌、物相,进而探讨磨损机理。结果 当Ti3C2Tx与Al(H2PO4)3的质量比为2∶1时,Ti3C2Tx磷酸盐涂层在室温(25 ℃)下的摩擦因数和磨损率均最低,分别为0.38和2.75×10⁻⁴ mm³/(N.m)。在Ti3C2Tx表面负载MoS2,将MoS2/Ti3C2Tx作为固体润滑剂,能够显著降低磷酸盐涂层在25~400 ℃下的摩擦因数,同时磨损率也有所降低。MoS2/Ti3C2Tx磷酸盐涂层在室温下的摩擦因数低至0.11,相较于Ti3C2Tx磷酸盐涂层降低了71.1%,其磨损率相较于Ti3C2Tx磷酸盐涂层降低了1个数量级。在25~400 ℃范围内,MoS2/Ti3C2Tx磷酸盐涂层的摩擦因数均低于0.21。随着温度的升高,摩擦因数呈先减小后增大的趋势,磨损率整体上呈增大趋势。结论 相较于Ti3C2Tx磷酸盐涂层,MoS2/Ti3C2Tx磷酸盐涂层在25~400 ℃下的摩擦学性能均得到显著提升。     

四(亚硝基)合钯酸钾的合成、单晶结构及其循环伏安特征

以醋酸钯(PdAc2)与亚硝酸钾(KNO2)为起始原料，水为溶剂，合成四亚硝基钯酸钾(K2[Pd(NO2)4])，产率为96.5%。采用溶剂挥发法培养出其单晶，经X射线单晶衍射分析证实:此晶体由中心对称的[Pd(NO2)4]^2-配阴离子，K⁺阳离子和2分子结晶水组成，为三斜晶系，P-1空间群，晶胞参数为:a=6.4953(5) nm，b=7.0134(5) nm，c=7.1473(5) nm，α=118.784(2)°，β=101.050(2)°，γ=98.085(2)°，Z=1，Pd-N键长为2.014 nm和2.037 nm，∠N-Pd-N为91.70(4)°，且Pd²⁺位于4个N原子组成的平面四边形的中心。采用恒电位仪在室温下测试其循环伏安图，测得其还原峰电位(Ep)为-0.51 V (vs. SCE)。     

SnO_2纳米棒负载Pd-Sb催化甲酸电氧化

采用溶剂热法制备了SnO_2纳米棒载体,用溶剂热还原法制备了Pd/SnO_2催化剂和不同Pd/Sb原子数比的系列PdSb/SnO_2复合催化剂。用XRD、SEM、TEM、EDS等手段对样品进行分析表征,并以循环伏安法对比评价催化剂对甲酸的电催化氧化性能。表征结果表明,制备所得SnO_2纳米棒载体为针状,大小均匀,平均直径为100 nm;负载所得催化剂中活性粒子大小约为13.5 nm,掺杂Sb后,粒径约为9.5 nm。电催化氧化性能对比结果表明,Pd/Sb原子数比为4:1的Pd_4Sb/SnO_2复合催化剂对甲酸的氧化具有较好的催化能力,当E=0.25 V(vs SCE)时,Pd_4Sb/SnO_2上甲酸氧化的峰电流密度达到25 mA/cm~2,远远高于Pd/SnO_2催化剂。     

Pd/γ-Al2O3催化剂上甲烷-氘化氢之间的氢氘交换性能研究

利用浸渍法制备了Pd/γ-Al2O3催化剂,采用X射线粉末衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)和程序升温还原(TPR)等物理化学手段对其进行了表征,并在固定床微型反应器上考察了其催化活性。实验结果表明,载体内部有Pd元素,Pd和载体γ-Al2O3发生了强相互作用。在对甲烷与氘化氢间的氢氘交换反应中,Pd/γ-Al2O3催化剂显示出较好的催化活性。     

钯锰纳米多孔材料对乙醇的电催化氧化

采用熔体快淬结合去合金化法制备了钯锰纳米多孔材料(NP-PdMn)。用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对材料进行了表征,并研究了其在碱性条件下对乙醇氧化的电催化活性。表征显示,NP-Pd Mn为具有三维双连续纳米多孔结构的棒状材料;锰取代了晶格中部分钯的位置使得晶面间距变小;部分钯和锰在材料表面以氧化态存在。催化性能分析表明,与商业Pd/C相比,NP-PdMn/C催化剂具有优于商业Pd/C的催化活性和稳定性。     

新鲜和老化Pd/Al2O3密偶催化剂上催化C3H8转化催化性能

采用等体积浸渍法制备了以改性氧化铝为载体材料的Pd/Al₂O₃ 密偶催化剂, 并采用H₂程序升温还原(H₂-TPR), CO 化学吸附和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行了表征. 在模拟尾气条件下对催化剂的总包反应及与C₃H₈相关的单反应活性进行了测试. 结果表明, 老化处理后活性PdO_x 数量下降, 并伴随有金属态Pd₀的产生. 老化后, 起燃温度(T₅₀)和完全转化温度(T₉₀) 分别提高了 76 oC和64 oC, 即催化剂低温活性比高温活性下降明显. 对比新鲜和老化催化剂上单反应活性, 结果表明, 老化后无水条件下有NO参与的反应的低温活性下降显著. 老化处理过程突出了NO对低温活性的抑制作用和H₂O对高温活性的促进作用.     

Mo含量对FeCoCrNiMox高熵合金等离子喷焊层组织与性能的影响

目的 研究不同Mo元素添加量对FeCoCrNiMox(x=0、0.5、1、1.5)高熵合金等离子喷焊层组织和性能的影响,以期望获得一种高硬度、耐腐蚀的喷焊层,用于改善传统工模具表面防护与使用寿命的问题。方法 采用等离子喷焊技术在Q235A低碳钢表面制备了不同Mo含量的高熵合金喷焊层,通过X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)表征其微观组织与相结构,借助显微硬度计和电化学工作站对喷焊层的硬度和耐腐蚀性能进行测试。结果 随着Mo含量x从0逐渐增加到1.5,喷焊层的晶界胞状枝晶组织(枝晶内为白色富Mo相,枝晶间为灰色富Fe、Ni相)逐渐增加,合金微观组织变得细小;喷焊层的硬度由204.4HV0.2增加至706.8HV0.2;喷焊层在3.5%NaCl溶液中呈现出明显的钝化行为,腐蚀电位由?0.753 V增大到?0.412 V,腐蚀电流密度由1.23×10^?4 A/cm²减小到3.80×10^?6 A/cm²,点蚀电位由?0.642 V增大到?0.371 V,具有优异的耐腐蚀性能。结论 所设计的FeCoCrNiMox合金及相应的等离子喷焊工艺,满足对喷焊层高耐磨以及耐腐蚀性的要求,有望应用于传统工模具的表面防护与修复。     

还原制备时的pH值对Pd/C催化剂性能的影响

采用液相还原法,以甲酸为还原剂制备了负载量为5%的Pd/C催化剂。考察了还原过程中p H值对Pd/C上硝基苯液相催化加氢性能的影响,并用XRD、SEM、TEM等手段对催化剂的结构进行了表征。结果表明,制备过程中随着p H的增大,催化剂活性先增大后减小;适宜的p H值能加快Pd还原反应的速率,有利于粒子快速成核,降低生成大粒径Pd粒子的几率,减少团聚,使Pd粒子均匀分散在活性炭载体上,获得较高的催化活性。p H=9时制得的催化剂上Pd晶粒分布均匀,平均粒径为3.63 nm;在50℃、H2压力0.8 MPa、搅拌速率100 r/min,反应45 min的条件下,这一催化剂对硝基苯加氢液相催化为苯胺的转化频率(TOF)达到8758 h-1。     

Hydrothermal synthesis of titanium-supported nanoporous palladium–copper electrocatalysts for formic acid oxidation and oxygen reduction reaction

Nanoporous Pd and binary Pd-Cu particles were prepared by a hydrothermal method using ethylene glycol as a reduction agent and they were directly immobilized on Ti substrates named as Ti-supported Pd-based catalysts. Their electrocatalytic activity for formic acid oxidation and oxygen reduction reaction (ORR) in alkaline media was examined by voltammetric techniques. Among the as-prepared catalysts, nanoPd₈₁Cu₁₉/Ti catalyst presents the highest current density of 39.8 mA/cm² at ?0.5 V or 66.4 mA/cm² at ?0.3 V for formic acid oxidation. The onset potential of ORR on the nanoPd₈₁Cu₁₉/Ti catalyst presents an about 70 mV positive shift compared to that on the nanoPd/Ti, and the current density of ORR at ?0.3 V is 2.12 mA/cm², which is 3.7 times larger than that on the nanoPd/Ti.     

电沉积制备PdxCoy/rGO纳米复合催化剂及其对甲酸电催化性能研究

摘 要: 利用电沉积法在石墨烯（rGO）表面制备了具有不同钯（Pd）钴（Co）比的PdCo纳米复合催化剂。采用场发射扫描电镜、X-射线能谱和傅里叶红外等方法对所制备的不同比例催化剂进行了表征。结果表明,所制备电催化剂中金属元素的比例接近于前驱体溶液中金属离子浓度之比;二元复合催化剂的粒径较小,且颗粒粒径分布均匀;在0.5 M硫酸电解液中研究了催化剂对甲酸的电催化性能,发现在所有催化剂中,Pd1Co3/rGO具有最大的电化学活性面积,对甲酸氧化具有最高的活性和最好的稳定性。证明采用电沉积法制备的Pd1Co3/rGO纳米复合催化剂在直接甲酸燃料电池中具有潜在的应用价值。     

Multicomponent nanoporous metals prepared by dealloying Pd80−xNixP20 metallic glasses

We report the formation of Pd-based multicomponent nanoporous metals by electrochemically dealloying the Pd_80−xNi_xP₂₀ metallic glasses. It was found that both the compositions and the pore sizes of the nanoporous metals can be tailored by the Ni content in the glassy Pd_80−xNi_xP₂₀ precursors. Moreover, the Pd-based nanoporous metal with the optimized composition and the pore size exhibits better electrocatalytic performance towards the oxidation of the formic acid when compared with the commercial Pd/C catalyst.     

负载型纳米Pd/C的尺寸可控制备及其2,3,6-三氯吡啶加氢性能

在催化剂制备过程中引入氨羧络合剂(氨三乙酸三钠,NTA),通过配位作用稳定并保护Pd粒子,得到纳米Pd/C催化剂,研究了氨三乙酸三钠引入量对Pd/C催化剂结构的影响。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电镜(TEM)及化学吸附(H_2-TPR)表征发现,与常规浸渍法制备的Pd/C催化剂相比,氨三乙酸三钠的引入能够有效减小Pd的平均粒径,并且通过调变氨三乙酸三钠的量可以获得Pd粒子不同大小的负载型Pd/C催化剂,随着氨三乙酸三钠引入量的增多(Pd摩尔含量的0.5、1、2倍),Pd粒径由5.7 nm减小至2.1 nm,但是继续增加氨三乙酸三钠的量(Pd摩尔含量的4倍),Pd粒径不再继续减小。当氨三乙酸三钠:Pd=1:1时,即Pd粒子大小约为4 nm时,催化剂获得了最佳催化反应性能,反应6 h原料全部转化,2,3-二氯吡啶的选择性可达76.86%。     

Rapidly solidified thick cobalt-based alloy deposit with carbide particles produced by plasma spraying

Abstract

Thermal spraying can produce rapidly solidified thick layers, because the droplets that accumulate on the substrate experience cooling rates of 10⁵–10⁸ K s^–1. It is thus an attractive method to produce composite deposits containing fine particles formed in situ. In the present work, Co–1·5C, Co–1·5C–14Cr and Co–1·5C–29Cr (wt-%) alloy powders produced by argon atomisation were low-pressure plasma sprayed onto water cooled or uncooled substrates. The as sprayed Co–1·5C deposit formed on a water-cooled substrate consists of a metastable β-Co phase, supersaturated with carbon due to the high cooling rate. Heat treatment at >673 K led to the formation of α-Co and graphite. The deposit heat treated at 1073 K contained graphite particles ～0·8 μm in size. At higher treatment temperatures, coarsening of graphite and the elimination of carbon supersaturation result in lower hardness. As-sprayed Co–1·5C deposit on uncooled substrates consisted of β-Co, α-Co and graphite. As-sprayed deposit of Co–1·5C–14Cr and Co–1·5C–29Cr powders on uncooled substrates consisted of β-Co, α-Co, Cr₃C₂, Cr₇C₃ and graphite. The fine (0·5 μm) precipitates in the as-sprayed Co–1·5C–14Cr deposit on uncooled substrates were identified as chromium carbide. As-sprayed Co–1·5C–29Cr deposits on uncooled substrates contained many precipitates ～0·6 μm in size and showed the highest microhardness of ～600 HV (2·94 N).     

催化碳烟氧化用PtCexZr1-xO2催化剂的制备及性能研究

采用水热晶化法一步制备了铈锆摩尔比不同的PtCe_xZr_(1-x)O_2系列催化剂,测定其比表面积、储氧量、氢气还原温度等物化性能参数,并进行结构表征,研究催化剂组成中铈锆摩尔比(n_(Ce)/n_(Zr))对催化剂结构和性能的影响。结果表明,当n_(Ce)/n_(Zr)=5:5时,制备得到的PtCe_(0.5)Zr_(0.5)O_2催化剂晶粒尺寸最小,储氧量较高,氢气还原温度低,微观结构为四方相和立方相2种晶型结构并存的固溶体。与传统贵金属浸渍负载方法制备的Pt/Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2催化剂相比较,水热晶化法一步制备的PtCe_(0.5)Zr_(0.5)O_2催化剂对碳烟的低温氧化具有更优的催化活性。     

氢气泡制备枝晶状多孔钯银薄膜及其催化性能

通过氢气泡动态模板法制备了具有多孔枝晶壁的钯银合金薄膜,微米级的大孔和枝晶间的间隙提供了反应过程中的介质传输通道。调节硝酸钯和硝酸银的配比制备了不同成分的钯银合金薄膜且研究了银的添加对催化性能的影响。循环伏安（CV）曲线表明钯银合金具有高的催化活性且银的添加可提高单位质量钯的催化活性,其中多孔Pd51Ag49的催化电流密度为0.49 A/mg,是多孔钯的1.47倍。X射线光电子能谱（XPS）结果说明钯银薄膜催化活性的提高可归因于钯银合金形成时银原子进入钯晶格间隙引起的钯电子结构的改变,X射线衍射（XRD）谱图和元素面扫（EM）结果也说明了合金的形成。