用乙酰丙酮钯作前驱物制备Pd/C催化剂的研究

分别采用乙酰丙酮钯、氯化钯和硝酸钯作前驱物,用浸渍-还原法制备了一系列Pd/C催化剂,以松香歧化反应评价其活性,研究了活性炭类型、载体预处理、溶剂、还原方法及温度等因素对Pd/C催化剂活性的影响.结果表明,采用具有较大比表面积和孔容的活性炭作载体有利于钯在其表面的均匀分布和催化剂活性的提高;以Pd(acac)2作前驱体,以及使用极性较强的溶剂与用无机配合物前驱体相比,制备的Pd/C催化剂活性较高;TG-DTA分析表明Pd(acac)2在350℃下完全分解,基于此结果,作者在350℃条件下采用氢气干法还原,制备出活性略高于从日本进口的Pd/C催化剂.     

铑在不同载体材料上的分配比对低含量贵金属催化剂性能的影响

采用浸渍法制备了一系列低Pt、Rh含量的Pt-Rh型汽车尾气净化催化剂.研究了在Pt、Rh含量一定以及其他条件不变的情况下,只改变铑在不同栽体上的分配比对催化剂性能的影响,测定了催化剂对C3H8、CO、NO的起燃温度,并对催化剂样品进行了程序升温还原(H2-TPR)、程序升温脱附(O2-TPD)表征.结果表明:新鲜催化剂对C3H8、CO、NO的起燃温度相差不大,但经过1000℃、5h的水热老化后,催化剂性能发生了显著的变化,C3H8、CO、NO的起燃温度出现较大的差异,说明了铑在不同栽体上的分配比对催化剂性能有一定影响,特别是对催化剂的抗老化性能影响较大.     

活性炭预处理对Rh/C催化剂活性的影响

通过硝酸和高温2种不同方法处理活性炭与未处理的活性炭进行比较.以红外光谱,氮气吸附脱附测定活性炭表面基团、比表面、孔径孔容的变化.以XRD、TPR、SEM对3种不同催化剂进行表征,并通过对氯硝基苯加氢制对氯苯胺来检测催化剂的活性.结果表明,高温处理活性炭后其比表面和孔容略有升高,表面基团发生了改变,催化剂活性提高.     

Pt/C催化剂的制备及其催化氧化乙二醛反应的研究

以H2PtCl6为前驱体、采用化学还原法制备Pt胶体,然后将其负载于不同种类的活性炭上制备了1.0％ Pt/C催化剂并应用于催化氧化乙二醛生成乙醛酸的反应.研究了活性炭的种类对催化活性的影响;比较了各种1.0％ Pt/C催化剂催化乙二醛反应的结果.根据对产物溶液中的各组分的分析,结果表明以聚乙二醇(PEG)为保护剂、硼氢化钠作还原剂所制备的Pt胶体溶液负载在未处理过的国产活性炭(YHB)上获得的催化剂具有良好的催化活性和选择性.在最佳催化剂制备条件下,催化反应达60 min时,乙醛酸的产率即达到了66.88％,选择性为71.77％.     

不同络合剂改性活性炭的松香歧化用Pd/C催化剂性能

采用3种不同络合剂(马来酸、柠檬酸钠、水杨酸钠)对活性炭进行改性,并以未经改性的活性炭为对比,研究了络合剂改性活性炭对Pd/C催化剂的松香歧化性能的影响。傅里叶变换红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)及透射电镜(TEM)结果表明,经过马来酸、柠檬酸钠和水杨酸钠修饰改性的活性炭表面存在与Pd具有较强络合能力的配离子,这些配离子成为Pd前驱体的吸附锚定位,有利于形成粒径较小的Pd颗粒,提高了Pd的利用率。以改性后的活性炭为载体,制备得到的Pd/C催化剂活性均明显高于未经处理的活性炭的。     

活性炭载体的改性对钯炭催化剂性能的影响研究进展

活性炭载体的杂质成分和表面含悦官能团对钯炭催化剂的性能有显著影响。从改性活性炭载体的杂质成分,增加或去除表面含悦官能团的角度综述了近年来活性炭载体的改性对钯炭催化剂性能的影响。文献分析表明：活性炭载体的杂质成分一般会对钯炭催化剂的性能产生负面影响,但在氢化脱氯反应中却起到积极的作用;活性炭载体在液相和气相中悦化,能够增加表面含悦官能团的种类和数量,而惰性气氛下的热处理常被用于恒择性的移去或去除一些官能团;表面官能团的数量和种类决定着贵金属钯前驱体的平衡吸附量,贵金属钯的分散度以及钯的粒径等,从而进一步影响所制备的催化剂的性能。     

喷雾干燥法制备碳载铂钴镍合金催化剂及其甲醇催化氧化性能研究

本文以氯铂酸、氯化镍和硝酸钴为原料，XC-72炭黑为载体，通过雾化干燥法结合煅烧还原制备碳载铂基（PtCo Ni）分散性好的多元合金纳米粒子催化剂。重点研究表面经过改性的炭黑对合金纳米粒子形成和分散的影响规律，研究碳载PtCoNi（原子比为1:1:1）合金纳米粒子的甲醇催化氧化活性、抗CO中毒能力和耐久性，以及不同原子比对催化氧化甲醇活性和抗CO中毒能力的影响规律。研究结果表明，采用表面改性后的炭黑作为载体，制备的碳载铂基（PtCoNi）催化剂为合金纳米粒子，且纳米粒子在炭黑表面分散均匀，粒径分布在1-4nm，平均粒径为2.3nm；与商用的Pt/C催化剂相比，PtCoNi/C（原子比为1:1:1）催化剂具有更高的甲醇催化氧化活性、耐久性和抗CO中毒性；不同原子比铂基多元催化剂在催化氧化甲醇活性上的顺序为：PtCoNi/C>Pt3CoNi/C>Pt5CoNi/C，抗CO中毒性顺序为：PtCoNi/C>Pt3CoNi/C>Pt5CoNi/C。     

Fe掺杂对质子交换膜燃料电池Pt/C催化剂性能的影响

用铁作掺杂元素,通过液相均相沉淀-气/固高温还原两段反应方法制备了碳载Pt-Fe合金催化剂,比较了3种不同Fe含量催化剂的电催化性能.采用X射线衍射和X光电子能谱技术研究了Fe掺杂对Pt/C催化剂晶体结构及表面元素存在形态的影响.结果显示:Pt-Fe/C催化剂比单一Pt/C催化剂有更小的晶格参数,其中Fe元素可能的存在形态应为与铂结合的合金态,但不排除表面存在部分氧化态.单电池放电稳定性实验表明:在200 mA·cm-2电流密度下放电时电池电压基本稳定,其中Pt与Fe摩尔比为1∶1时电极催化效果相应较好,但大电流密度放电时电池电压下降比单一Pt/C催化剂电极的快,这说明Fe的加入能提高催化剂的电催化性能,但阴极表面氧原子浓度较大时,Fe可能发生氧化而使得电极稳定性受到影响.     

茚虫威中间体合成用钯炭催化剂的载体研究

通过催化加氢合成茚虫威(indoxacarb)中间体反应用钯炭催化剂的性能对比,考察了钯炭催化剂的载体和载体预处理对催化剂性能的影响。实验结果表明:硝酸超声回流处理活性炭可以有效地去除活性炭中的杂质灰分,减小杂质对催化剂性能的影响;选择平均孔径大和比表面积高的活性炭为Pd/C催化剂载体可以获得较好的催化反应活性和选择性。     

挥发性有机物催化燃烧用贵金属催化剂的研究进展

催化燃烧技术是目前处理挥发性有机物(VOCs)废气最有效技术之一。贵金属催化剂因具有高活性和稳定性，广泛应用于挥发性有机物催化氧化反应中。综述了近年来国内外VOCs用贵金属催化剂研究进展，阐述了Pd、Pt和Au等不同贵金属活性组分的种类、制备方法、颗粒尺寸、协同效应，以及载体性质和载体-活性金属的作用等对催化剂性能的影响，最后，对贵金属催化剂的研究方向进行了展望。     

介孔碳载铂催化剂的制备、表征及催化性能评价

以介孔碳材料CMK-3为载体,采用乙二醇还原的方法进行金属铂负载,制备了不同铂含量(1.5%、2.0%和3%)的催化剂。XRD、BET、TEM的表征结果表明,催化剂保持了CMK-3高度有序的介孔结构,铂粒子的平均粒径在5 nm左右,均匀地分散在CMK-3孔道内。用萘的加氢反应对此催化剂的性能进行评价,获得的最优条件为:使用Pt(2%)/CMK催化剂,在280℃、氢气压力3 MPa、氢油比500、质量空速2 h-1的条件下,萘的转化率和生成十氢萘的选择性均大于98%。此催化剂对降低石油产品中芳烃具有潜在应用价值。     

金核/铂壳纳米粒子的光化学合成及电催化活性

在含不同摩尔比的Au(Ⅲ)和Pt(Ⅳ)离子的PEG(聚乙二醇)-丙酮溶液中,采用光化学共还原法合成了一组Au@Pt复合纳米粒子,并以炭黑分别对其负载制成Au@Pt/C催化剂。借助于UV-Vis、TEM和HR-TEM的表征,证实复合纳米粒子为球形的核/壳结构;分别以XPS、EDS和电化学方法分析了复合粒子的化学状态、结构特点和Au@Pt/C催化剂的催化性质。结果表明,不同Au:Pt摩尔比的Au@Pt/C催化剂对甲醇氧化反应具有良好的催化活性和稳定性,其中Au:Pt=1:1时形成的Au@Pt/C催化剂电催化活性最高,约为商品Pt/C催化剂的4倍。简要讨论了核/壳结构产生高催化活性的主要原因。     

聚苯胺增强 Pt / C 催化剂活性和稳定性研究

目的制备一种具有高稳定性和高催化活性的Pt/C@PANI"核/壳"结构催化剂。方法利用原位化学氧化聚合法制备聚苯胺修饰Pt/C@PANI"核/壳"结构催化剂,采用循环伏安加速寿命实验,结合电化学活性表面积、氧还原活性、X-射线光电子能谱和透射电镜,考察所制备催化剂的活性和稳定性,通过密度泛函理论探究PANI增强Pt/C催化剂活性和稳定性的量子化学本质原因。结果电化学测试表明, Pt/C@PANI催化剂的催化活性与聚苯胺包覆层含量和厚度密切相关,Pt/C@PANI(30%)催化剂具有最好的催化活性,其质量比活性和比表面比活性分别为商业化Pt/C催化剂的1.6和1.8倍。加速寿命实验表明,Pt/C@PANI(30%)催化剂具有很好的稳定性,经过1500圈CV扫描后,其电化学活性表面积仅下降了30%,而商业化Pt/C催化剂降低了83%。理论计算表明,PANI将电子转移给载体C,导致自身空穴增加,PANI部分氧化,导电性增强;PANI的存在使Pt/C@PANI体系的HOMO能级升高,减小了与氧气分子LUMO能级的差异,有利于电子从催化剂HOMO转移到氧分子的LUMO轨道,使得氧容易得到电子;PANI吸附后,Pt原子d带中心显著降低,利于中间物种的脱附,催化活性更高。结论 PANI包覆层抑制了Pt纳米粒子在载体表面的迁移、团聚长大和溶解/再沉积,有效地解决了Pt/C催化剂的Ostwald肿大,催化剂的活性和稳定性得到显著提升。     

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。     

超临界CO2沉积技术制备负载钌炭催化剂

以氯化钌为活性前驱体,活性炭为载体,采用超临界CO2沉积技术制备了负载钌/炭催化剂,以葡萄糖催化加氢反应考察了催化剂的活性,研究了助溶剂种类,助溶剂用量,超临界压力对催化剂活性的影响,并用SEM、XRD、XPS对催化剂表面的形貌、晶形及钌分布情况进行了表征.结果表明:超临界CO2沉积技术可有效提高负载钌炭催化剂的活性,在实验范围内,当助溶剂为甲醇,用量为2 ml,超临界CO2压力为12.0 MPa时制得催化剂的活性最佳,其催化活性是传统水浸渍方法制得样品的1.48倍;钌在催化剂中以无定型的非晶形式存在,钌在活性炭表面均匀分布,超临界沉积技术进一步增强了活性组分钌和载体间的相互作用.     

碳载PtNi合金催化剂的制备、表征及氧还原催化性能研究

以乙酰丙酮铂(Pt(acac)₂)、乙酰丙酮镍(Ni(acac)₂)为前驱体,三正辛基氧膦(TOPO)为表面修饰剂,油胺(OAm)为还原剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为助剂,超导碳科琴黑ECP为载体,采用液相合成法制备了碳载PtNi合金纳米催化剂(Pt_2.7Ni/C)。通过TEM对其形貌进行表征,ICP-AES进行定性和定量分析,XRD对其结构进行表征,并进行电化学阴极氧还原催化性能研究。研究表明：所制备的Pt_2.7Ni/C纳米催化剂粒径分布在3～11 nm之间,平均粒径为6.25 nm;在酸性条件下,当电位在0.9 V(vs.RHE)时,Pt_2.7Ni/C纳米催化剂的质量比活性为796.08 mA·mg_Pt^-1,为商业Pt/C(JM)催化剂的约4.0倍,面积比活性为3.60 mA·cm^-2,为商业Pt/C(JM)催化剂的约11.3倍。同时在经过5000和10 000次的加速耐久性实验后,Pt_2.7...     

RuPt双金属在催化加氢反应中的性能研究

采用溶剂热法制备了5%Pt/C、5%Ru/C和5%Ru95Pt5/C三种催化剂。对催化剂的形貌和活性组分分布进行了表征分析,分别研究了不同催化剂在苯乙炔或4-硝基酚加氢反应中的催化性能。结果表明,由于协同效应,双金属负载的催化剂5%Ru95Pt5/C比单金属催化剂具有更好的催化加氢性能。在苯乙炔加氢反应中,5%Ru95Pt5/C具有更高的选择性和优异的活性;在4-硝基酚的加氢中,5%Ru95Pt5/C的催化活性显著增加,且在循环5次后,仍保留了>99%的活性。     

PEMFC用Pt-Co/C催化剂的制备及性能

用液相沉积-高温合金化法制备了铂基合金催化剂,EDS、XRD的研究结果表明催化剂具有面心立方的结构,粒度小、分散性好,同时元素Co的加入使催化剂的Pt-Pt间距缩小。该催化剂的质子交换膜燃料电池伏安曲线表明,Pt-Co／C催化剂的性能优越,具有比纯铂更强的电催化能力,文中讨论了Co对催化剂活性的强化作用。     

Ho掺杂对Pt-Ru/C电催化氧化甲醇的性能影响

采用脉冲电沉积法制备了碳载的Pt-Ru-Ho电催化剂,循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)测定催化剂的甲醇电氧化活性,用XRD、EDS和XPS表征电催化剂的物性结构、表面元素组成和价态形式.结果表明,电催化剂中Pt,Ru,H0 3种元素以合金的形式存在,在合金表面有HoO存在,合金微粒粒径为3.5 nm,比表面积为73.3 m2.g-1;掺杂适量稀土金属Ho对Pt-Ru合金的活性有明显影响,其中原子比为npt:nRu:nHo=1:1:0.2时,Pt-Ru-Ho/C中Ho的含量较为适宜,电催剂的Tafel常数α减小,反应活化能低于Pt-Ru/C,为28.4 kJ·mol-1,催化活性明显高于Pt-Ru/C,但Ho含量过高Pt-Ru-Ho/C的活性低于Pt-Ru/C:Pt-Ru-Ho0 .2/C甲醇的反应级数为0.17级.