蜂窝状氮掺杂碳材料的制备与氧还原催化性能研究

以壳聚糖作为碳源和氮源、聚苯乙烯(PS球)为模板,采用一步热解法得到蜂窝状结构的氮掺杂有序多孔碳材料。SEM观察表明,与未添加模板剂得到的氮掺杂碳材料相比,添加了模板剂得到的氮掺杂多孔碳材料出现明显的有序蜂窝结构。电化学性能测试结果显示,该蜂窝状氮掺杂有序碳材料的起始电位(0.91 V)、半波电位(0.77 V)与极限电流密度(3.6 mA/cm²)有明显提高。氧还原电催化性能的提高可能是由于加入PS球模板剂之后产生的蜂窝状结构显著增大了比表面积,同时促进了传质作用,方便产物的脱附,并且提高了碳材料的缺陷程度。     

膨润土负载氮掺杂TiO2光催化剂制备及性能研究

以钛酸四丁酯和氨水为原料,膨润土为载体,采用溶胶-凝胶法制备了膨润土负载掺氮TiO2光催化剂.并利用IR对光催化剂组织结构进行袁征.在可见光下考察了焙烧温度、光催化时间、光催化剂用量、酸度等因素对光催化剂降解亚甲基蓝废水性能的影响.实验结果表明:450℃下焙烧所得的催化剂,用量为1.2 g/L,在碱性条件下常温光照20...     

生物质花瓣衍生的氮掺杂多孔碳材料制备及性能研究

多孔碳材料因具有大的比表面积、可控的孔径分布及优良的电导率,被认为是超级电容器的一种理想材料。基于熔盐策略,一步将生物质（花瓣）与尿素分子制备成氮掺杂多孔碳材料。结果表明：所合成的多孔碳具有丰富的微孔及中孔,比表面积高达633.6 m²?g^-1;氮元素均匀地掺杂在多孔碳中,增加了多孔碳表面的活性位点、表面极性、电导率等,同时提升了多孔碳的比电容和离子传输能力,显著降低了电阻,在1 A?g^-1的电流密度下氮掺杂多孔碳的比电容为204.4 F?g^-1,而未掺杂的多孔碳的比电容仅为149.9 F?g^-1。为氮掺杂多孔碳材料的制备提供了一种绿色、高效的合成策略,可用于超级电容器领域中。     

氧化铝负载的钴基费托合成催化剂失活机理

Co/Al₂O₃催化剂在费托合成反应中具有良好的反应性能。采用浸渍法制备了Co/Al₂O₃催化剂,使用搅拌釜反应器在220℃,2.0 MPa,10 000 h^-1,H₂/CO=2.0(体积比)合成气条件下对催化剂的费托合成反应性能进行了评价,评价结果表明随着反应的进行,催化剂的活性逐渐降低,CH₄选择性逐渐升高。为研究Co/Al₂O₃催化剂在费托合成反应中的失活机理,采用N₂物理吸附(BET)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及程序升温加氢(TPH)对不同时间反应后的催化剂进行了表征。表征结果表明在费托合成反应过程中随着反应时间的延长,Co/Al₂O₃催化剂的孔结构没有发生显著变化,催化剂中部分CoO相被进一步还原为活性相金属Co。此外,在反应过程中活性相金属Co的晶粒尺寸逐渐发生烧结长大,催化剂表面的积碳量快速...     

高性能氮掺杂中空碳纳米盒的制备及其在钠离子负极中的应用

碳基材料由于价格低廉、导电性良好及无毒安全等优势,成为钠离子电池中具有吸引力的负极材料,研究表明通过构筑利于电荷传输的动力学结构和引入杂原子进行掺杂,可改善其储钠离子的性能。采用模板法制备了氮掺杂中空碳纳米盒(NHCC),独特的中空纳米盒结构一方面能提供与电解质更大的接触面积,另一方面有利于离子的高效稳定传输。此外,NHCC材料引入氮原子能有效增加碳基材料的缺陷结构,为钠离子的储存提供更多的活性位点。研究结果表明,NHCC材料在电化学性能方面表现出优良的倍率性能(在电流密度2000 mA·g^-1下容量为220.7 mAh·g^-1)和良好的循环性能(在电流密度200 mA·g^-1下循环400次后的可逆容量为255.7 mAh·g^-1),同时通过动力学分析可得NHCC材料的表面赝电容行为有利于钠离子的存储。因此,氮掺杂中空碳纳米盒可为钠离子电池碳基负极材料提供新思路。     

MOFs衍生的CoZnSe@NC电催化剂的制备及析氧性能研究

硒化锌因具有与铂类似的电子结构及低成本而受到广泛关注,但目前硒化锌主要应用于电催化析氢反应(HER)中,其析氧反应(OER)活性仍有待提高,并且传统方法合成的硒化锌粒子尺寸较大且分散性较差.基于此,以双金属CoZn-ZIF为前驱体(Co作为OER活性成分,可有效提高材料的OER性能),通过一步高温硒化得到双金属CoZnSe和氮掺杂碳复合材料(记为CoZnSe@NC).利用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的结构和形貌进行表征,并对其电催化析氧性能进行了测试.结果表明:双金属CoZnSe@NC较单金属ZnSe@NC具有更好的OER性能(10和50 mA/cm²电流密度下CoZnSe@NC的过电位分别为268和354 mV);此外,CoZnSe@NC经长时间多电流步骤(Multi-Current Steps)测试后性能基本保持不变,展现了较好的电化学稳定性.     

费托合成蛋壳型钴基催化剂的制备及表征

采用无定形SO2为载体,制备出蛋壳型费托合成(FTS)催化剂。用X射线衍射、程序升温还原、比表面测试等技术考察了钴基催化剂的结构和还原性能。结果表明,催化剂的反应活性在很大程度上取决于氧化钴的量,同时较小的钴晶粒对液态烃的选择性有利。在温度250℃、压力2MPa、空速500 h-1条件下,蛋壳型催化剂上一氧化碳转化率为58.80%~67.66%,催化剂的C5 选择性为82.4%~87.9%。     

Co掺杂对Ni/NiAlOx催化剂结构和菲加氢饱和性能的影响

煤焦油中富含稠环芳烃菲,菲加氢饱和后的产物全氢菲因具有高能量、高密度、高稳定性等优势是高能量密度燃料的理想组分。高效加氢催化剂是菲加氢至全氢菲的关键因素之一。贵金属催化剂加氢能力强,但价格昂贵,传统镍钼硫催化剂加氢能力较弱,镍基催化剂成本较低且加氢能力强被广泛应用于稠环芳烃加氢饱和领域。课题组前期利用活性金属镍与载体镍铝尖晶石之间强相互作用合成了Ni/NiAlO_x催化剂,活性组分镍处于“缺电子”状态,有利于芳烃的吸附与活化,使得该催化剂具有较高的初始全氢菲选择性,但随着反应进行全氢菲选择性逐渐下降,主要是在反应过程中活性组分镍电子结构发生变化导致。考虑到钴与镍具有相似结构,容易溶到镍晶格中直接调控镍电子结构这一性质,采用先溶胶凝胶法再浸渍法制备出不同钴掺杂量的催化剂,考察了钴掺杂量对Ni/NiAlO_x催化剂结构以及菲加氢饱和性能的影响。当反应温度300℃、压力为5.0 MPa、反应原料1%菲/十氢萘溶剂、进料速率为6 mL/h、氢气流量为60 mL/min、重时空速为52 h^-1时,钴掺杂量为2%的催化剂在反应第6小时全...     

硫化钴精矿还原浸出高锰钴土矿的工艺研究

在钴土矿还原浸出时加入一定量的硫化钴精矿代替ＳＯ２是可行的，正交试验及条件试验表明，在一定的技术条件下钴的浸出率可达８５％，锰的浸出率大于９０％。     

掺杂纳米WO3的制备及其气敏性能研究

以无机盐为原料,十六烷基三甲基溴化铵CTAB为助剂,采用溶胶-凝胶法制备三氧化钨,研究了La掺杂(0,1%,3%,5%,7%,10%)对WO3基气敏材料性能的影响,并做了贵金属Pd掺杂的探索(掺杂量0.5%);测试了掺杂WO3基厚膜敏感元件对无水乙醇、丙酮、甲苯、二甲苯、甲醛、乙醚、H2S、NOX、苯等的气敏性能,特别是对H2S在不同温度、不同浓度条件下的气敏性做了大量的研究.制备的WO3材料在常温下对极低浓度(5 μl/L)H2S也有很好的响应(Sr=5.887).Pd掺杂(0.5%)能够大大提高元件的敏感性能,对100 μl/L苯250℃灵敏度可达到10.通过XRD、BET表征,发现材料颗粒的大小和比表面积分别在84.5 nm和3.69 m2/g.结合相关理论,对试验中气敏现象及机理进行了解释.     

掺N多孔炭/NiO的制备与电容性能的研究

以原位聚合法制备的煤基聚苯胺为碳、氮源,乙酸镍为催化剂前驱体,催化热解制得掺N多孔炭/Ni,再经液相氧化,成功制得掺N量为0.256%,有丰富微介孔的掺N多孔炭/NiO。其孔结构以小于40 nm的微介孔为主,微孔孔体积占80.4%,BET比表面积为452.5 m2/g,BET平均孔径为1.9 nm,BJH平均孔径为3.5 nm。其中,多孔炭保留了部分煤大分子的芳核特征,表面还有一定量的羧基和羟基,N元素主要以吡啶型N和吡咯型的形式掺杂到多孔炭中。NiO以100 nm左右的微粒附着在多孔炭表面或孔中。制备的掺N多孔炭/NiO兼具双电层电容和赝电容特性,具有高的比电容,好的循环稳定性和倍率特性。其单极比电容达到541.6 F/g(1.0 A/g),5.0 A/g下循环充放电1 000次后,比电容降为245.8 F/g,电容保持率为85.6%。     

Study on hydrogen evolution performance of the carbon supported PtRu alloy film electrodes

1IntroductionIt is the key problemthat howto transformefficiently electric energyinto hydrogen energy for propelFig.l The flowchart of indirect electrolysis of H2Sthe clean energy use extensively[1].At present,the advanced method could avoid passivation of anode bysulfur[2],andit only consumed1/2-1/3electricitythanthat by water electrolysis[3],its basic flowsheet wasshownin Fig.1.Every kinds of hydride such as H2S and so on[1-3],could be used to produce hydrogen by the way of e-lectrolysis …     

Study on hydrogen evolution performance of the carbon supported PtRu alloy film electrodes

The carbon supported PtRu alloy film electrodes having Pt about 0.10 mg/cm2 or even less were prepared by ion beam sputtering method (IBSM). It was valued on the hydrogen analyse performance, the temperature influence factor and the stability by electroanalysis hydrogen analyse method. It was found that the carbon supported PtRu alloy film electrodes had higher hydrogen evolution performance and stability, such as the hydrogen evolution exchange current density (j0) was increase as the temperature (T) rised, and it overrun 150 mA/cm2 as the trough voltage in about 0.68V, and it only had about 2.8, decline in 500 h electrolytic process. The results demonstrated that the carbon supported PtRu alloy film electrodes kept highly catalytic activity and stability, and it were successfully used in pilot plant for producing H2 on electrolysis of H2S.     

Study on hydrogen evolution performance of the carbon supported PtRu alloy film electrodes

The carbon supported PtRu alloy film electrodes having Pt about 0.10 mg/cm2 or even less were prepared by ion beam sputtering method (IBSM). It was valued on the hydrogen analyse performance, the temperature influence factor and the stability by electroanalysis hydrogen analyse method. It was found that the carbon supported PtRu alloy film electrodes had higher hydrogen evolution performance and stability, such as the hydrogen evolution exchange current density (j0) was increase as the temperature (T) rised, and it overrun 150 mA/cm2 as the trough voltage in about 0.68V, and it only had about 2.8% decline in 500 h electrolytic process. The results demonstrated that the carbon supported PtRu alloy film electrodes kept highly catalytic activity and stability, and it were successfully used in pilot plant for producing H2 on electrolysis of H2S.     

聚乙烯醇改性地质聚合物复合材料的性能研究

由于矿粉/粉煤灰基地质聚合物的韧性较差,本文选用聚乙烯醇纤维和水溶性粉末对其进行增韧改性研究。研究表明:聚乙烯醇水溶性粉末的掺量为0.5%时,抗压和抗折强度分别提高9.6%和25%,可以起到增韧作用,但掺量继续增加会导致力学性能大幅下降;随着聚乙烯醇纤维掺量的不断提高,抗压强度持续降低,抗折强度不断提高,压折比不断降低,当掺量为3%时,抗折强度提高35%,压折比降低35%。结合XRD测试和SEM-EDS分析,研究聚乙烯醇对地质聚合物微观结构的影响,结果表明聚乙烯醇纤维和水溶性粉末具有不同的增韧机理。     

ZTA/A356复合材料的摩擦磨损性能研究

利用热压烧结制备了ZTA陶瓷预制体,然后通过压力浸渗工艺制备了ZTA/A356复合材料,同时对复合材料的摩擦磨损性能进行了测试分析.试验结果表明,ZTA/A356复合材料的体积损失约为A356基体铝合金的1/4,且复合材料的摩擦磨损性能随ZTA颗粒粒度的减小先下降再提高.     

二氧化碳基TPU/淀粉共混材料性能的研究

以二氧化碳基TPU和玉米淀粉为原料,通过运用转矩流变仪制备一种综合性能优异的二氧化碳基共混材料．运用扫描电子隧道、电子拉力机、转矩流变仪和高压毛细管流变仪,分别研究了不同淀粉含量、不同温度对二氧化碳基共混材料的力学性能和流变性能的影响．结果表明：淀粉含量的增加会使得共混材料的拉伸性能和撕裂性能出现先增大后减小,当淀粉含量为30%时综合力学性能最好;温度的上升,会使得共混物的表观剪切应力和表观切黏度降低;随着淀粉含量的增加,共混物的综合加工性能逐渐下降．      

改性粉煤灰提铝残渣填充橡胶复合材料的性能研究

采用湿法球磨制备超细的粉煤灰提铝残渣粉体,将粉体改性后添加到天然橡胶中制备复合材料,研究了改性粉体对橡胶复合材料硫化工艺及力学性能的影响。结果表明:KH550的改性的粉煤灰提铝残渣填充橡胶复合材料性能最好。