表面活性剂对辅助制备高效燃料电池阴极催化剂的影响

通过改变表面活性剂种类,利用水热法制备了不同形貌Fe-ZIF-8前驱体,并利用透射电子显微镜对其形貌进行表征,高温热解后得到Fe-N-C氧还原催化剂,并利用旋转圆盘电极测量其电催化性能。结果表明,表面活性剂可以改变材料的尺寸和形貌,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)能获得较小颗粒尺寸和规则的立方体形貌,且能提高催化剂氧还原反应的动力学电流密度。     

形貌可控的Pt纳米催化剂的制备及其应用进展

铂纳米催化剂由于其高效的还原和氧化作用,在催化和电催化领域的应用非常的广泛.在反应中除了尺寸外,Pt纳米晶体的形貌对催化和电催化的活性和选择性也起到了关键的作用.调变合成单一形貌催化剂的条件,如稳定剂、还原剂和表面活性剂等,对于调控纳米粒子的形貌至关重要.目前形貌可控的铂纳米催化剂已被应用到加氢、氧化和Suzuiki偶...     

不同表面活性剂对β-ZnMoO_4形貌及其光催化性能的影响

通过改变表面活性剂的种类利用水热法成功制备不同形貌的β-Zn MoO4材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-分光光度计(UV-Vis)对样品的晶相、形貌和光吸收进行测试。通过样品对亚甲蓝废水的吸附及光降解效果来考察其性能。重点研究不同表面活性剂对β-Zn MoO4材料的相结构、形貌、禁带宽度及光催化性能的影响。结果表明,表面活性剂可以降低材料尺寸,获得具有较好亚甲蓝吸附性能的棒状或花状β-ZnMoO4。采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)能获得较小尺寸和增强光吸收能力的β-Zn MoO4,其对亚甲基蓝的光催化降解率可达94. 2%。     

不同表面活性剂对β-ZnMoO_4形貌及其光催化性能的影响

通过改变表面活性剂的种类利用水热法成功制备不同形貌的β-Zn MoO4材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-分光光度计(UV-Vis)对样品的晶相、形貌和光吸收进行测试。通过样品对亚甲蓝废水的吸附及光降解效果来考察其性能。重点研究不同表面活性剂对β-Zn MoO4材料的相结构、形貌、禁带宽度及光催化性能的影响。结果表明,表面活性剂可以降低材料尺寸,获得具有较好亚甲蓝吸附性能的棒状或花状β-ZnMoO4。采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)能获得较小尺寸和增强光吸收能力的β-Zn MoO4,其对亚甲基蓝的光催化降解率可达94. 2%。     

阳离子表面活性剂喷涂对ZnMg棒状双金属氢氧化物电催化还原CO2产CO性能影响

CO₂还原电催化剂已成为近几年催化领域的研究热点，但CO₂还原常伴随着竞争析氢反应，这直接导致了能源的浪费。本文通过水热合成制备出一种高效还原CO₂为CO的锌镁双金属氢氧化合物[ZnMg(OH)₄]，并引入阳离子表面活性剂来抑制析氢副反应。以ZnMg(OH)₄为载体通过喷涂法将阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(C₁₉H₄₂BrN,CTAB)涂覆在催化剂表面，形成ZnMg(OH)₄-CTAB复合催化剂，并对催化剂的晶体结构、形貌进行表征，通过一系列电化学测试对催化剂电催化CO₂还原性能进行评估。在电势-1.5V (vs.RHE)下，表面涂覆阳离子表面活性剂CTAB能使样品的CO法拉第效率从78.2%提高至87.25%。结果表明，在催化剂表面涂覆阳离子表面活性剂形成的复合催化剂ZnMg(OH)₄-CTAB具有较高的CO₂还原性能，这与阳离子表面活性...     

聚糠醇自支撑膜界面法合成条件的探讨

采用界面自组装聚合法,首次成功地制备出聚糠醇自支撑膜。利用SEM、TEM、FT-IR及TG-DTA技术对其形貌、结构等进行了表征,并考查了催化剂种类以及表面活性剂用量对其形貌的影响。结果表明,由该法可以合成聚糠醇自支撑膜,并且通过改变催化剂的种类及表面活性剂的用量可以得到不同形貌的材料。该法具有合成条件温和、易于控制、纯化简单、省去了使用模板、消除模板的过程,能够一步合成出大量聚糠醇自支撑膜等众多优点。     

猪肝为原料制备氧还原电催化剂及其电催化性能

选用价格低廉的生物质猪肝为原料,采用两步热解法和碳负载法制备M-N/C型非贵金属催化剂,考察了热处理温度、混合气体比例及前驱体对催化剂结构和电催化性能的影响.结果表明,热处理温度为1000℃、氮气与氨气体积比为7:3的条件下,二次热解所得催化剂氧还原电催化性能最好.氨气中二次热解改变了催化剂的表面形貌和物相结构,有利于产生更高含量的吡啶型氮,增强了催化剂在碱性溶液中的氧还原电催化活性.黑珍珠2000(BP2000)虽然能显著提高一次热解催化剂的活性,但由于其在氨气中的反应活性不如热解猪肝所得碳材,在氨气二次热解中对催化剂活性反而有不利影响.     

二茂铁氧化还原表面活性剂制备及应用的进展

综述了含有二茂铁基团氧化还原表面活性剂在近20多年内的发展情况,说明了其潜在的应用前景。通过对几种含有二茂铁基团的氧化还原表面活性剂的介绍,讨论了此类开关型表面活性剂通过氧化还原实现表面活性的动态改变以及表面活性动态改变所带来的特殊性质:通过对表面活性的动态改变,可以控制溶液胶束、囊泡的形成以及破坏,从而用来镀膜和控制流体的黏度;把表面活性动态改变同电化学方法结合起来,利用表面张力的梯度改变,可以用来控制液体的流动。     

氧化石墨烯/类水滑石基复合催化剂的可控制备及其催化性能

针对纳米催化剂在有机染料氧化降解反应中存在的问题,开发高效纳米Fe基催化剂成为当前研究的重点。基于"创新纳米结构调变催化功能"的新策略,利用类水滑石层板金属离子和层间阴离子与氧化石墨烯(GO)表面官能团之间的静电作用,采用水热法制备氧化石墨烯复合类水滑石Fe-LDH@GO纳米催化剂。利用XRD、N_2吸附-脱附和TEM对催化剂的形貌、尺寸、孔道及FeO_x粒子尺寸等物化性质进行表征,发现氧化石墨烯的引入不改变水滑石纳米片结构和形貌,但能够增加催化剂的比表面积,有效锚定FeO_x纳米粒子,使其粒径减小并均匀分散在载体表面,提供更多的有效活性位点。XPS结果表明,催化剂表面存在的Fe^(2+)是芬顿反应的活性中心,氧化石墨烯的引入提高含氧官能团数量,使其在RhB降解反应中表现出优异的催化活性,反应14 min时,RhB转化率100%。     

原子层沉积制备Pt/TiO_2催化剂及其在肉桂醛加氢中的应用

利用原子层沉积技术在载体TiO_2上沉积尺寸均一的Pt纳米粒子得到Pt/TiO_2催化剂,研究了不同还原温度对其催化肉桂醛加氢性能的影响。结果表明,与未经高温还原的Pt/TiO_2相比,经700℃还原的催化剂Pt/TiO_2-700对肉桂醛的加氢活性提高了29.2%,对肉桂醇的选择性提高了40.5%。通过TEM、XPS和XRD等分析手段对催化剂的形貌、电子状态及晶体结构等进行表征,结果表明,高温还原有利于增大Pt纳米粒子和改变电子状态,从而提高其催化性能。     

球形氧化铋粉料的合成

通过加入0.05%~0.1%三聚磷酸钠表面活性剂和丙三醇助剂防止颗粒团聚和球形化，采用平稳的浆式搅拌模式在较大反应浓度下制备出粒度分布窄的球形氧化铋粉末，粒度2~5 mm. 实验发现，碳酸氧铋煅烧后，三氧化二铋的微观形貌和尺寸都无改变.     

氧化铈/镍-碳纳米管复合氧还原电催化剂的制备与性能研究

燃料电池阴极氧还原反应（ORR）的电子转移过程比较复杂,反应动力学缓滞,需要高效的电催化剂来加快反应速率。传统的贵金属铂基催化剂价格昂贵,因此亟需开发高性能、低成本的非贵金属催化剂作为替代材料。首先通过溶胶凝胶和热处理,得到了尺寸约为10 nm的氧化铈/镍复合纳米颗粒,然后通过催化甲烷热分解,得到了碳纳米管支撑的氧化铈/镍纳米材料。由于碳纳米管的形成,使催化剂与电解液的接触面积增加,并且改变了金属镍的电子结构,从而使其在碱性溶液中表现出较好的电催化氧还原活性,其循环伏安的氧还原峰电位约在-0.17 V和-0.51 V左右,氧还原极化曲线的开启电位约在-0.05 V vs. SCE。     

介孔CuCe/M/CuCe(M=Co,Mn,Zr)催化剂富H_2中优先氧化CO的催化性能

优先氧化是去除富H2中CO最有效的方法,铜铈催化剂是该领域的研究热点。以SBA-15为模板剂,采用纳米刻蚀法合成系列介孔Cu Ce/M/Cu Ce(M=Co,Mn,Zr)催化剂,采用XRD、N2吸附-脱附、TEM、H2-TPR和O2-TPD对催化剂结构及形貌进行表征,并对其在富H2中CO优先氧化性能进行研究。结果表明,Mn有利于催化剂表面吸附氧的增加,有助于大量氧空位的产生,进而促进CO优先氧化性能的提高;Zr的加入抑制了Cu O的还原,且其表面氧脱附温度范围过宽,不利于催化剂催化氧化性能的释放。掺杂Co与Mn可以形成Ce-Cu-M-O固溶体,促进了催化剂表面氧和晶格氧之间的相互转化,最终有利于铜铈催化剂CO优先氧化性能的提高。     

表面活性剂对金属纳米材料的影响

金属纳米材料极易于形成尺寸可控的纳米晶,银纳米在一些明确定义的物理和化学属性方面的特殊应用强烈依赖于其尺寸、形状、表面形貌和化学组成.由于裸露的纳米颗粒表面积大,表面自由能高,颗粒极易发生团聚,稳定性差,因此需要采用不同的表面活性剂对纳米银的表面进行化学修饰,以提高其稳定性.     

Pd-Au分布状态对乙酸乙烯催化剂性能的影响

考察活性组份Pd-Au在载体上呈不同分布状态时对乙烯法乙酸乙烯催化剂动力学参数、反应活性与选择性、活性组份表面形貌以及程序升温还原TPR等方面的影响。通过对不同催化剂的研究发现，表层分布的蛋壳型催化剂其活性组份的表面分散性能更好，主反应活化能低，副反应活化能高，与蛋白型及均匀型催化剂相比，活性与选择性更高。TPR结果表明，非均匀分布催化剂有两个还原峰，而均匀分布催化剂只有一个还原峰。     

反应条件对氢氧化钇及氧化钇形貌的影响

以氨水和硝酸钇为原料制备氧化钇前驱体,考察表面活性剂及其用量对晶粒形貌和尺寸的影响;并在水热条件下研究体系pH、温度及时间对沉淀重整效果的影响.用XRD,SEM技术检测样品的晶型、尺寸和形貌.结果显示,阴离子型表面活性剂的浓度对一级晶粒的尺寸有较明显的影响,而阳离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的浓度对一级晶粒的尺寸的影响不明显.水热条件下对沉淀进行重整,可制备氢氧化钇纳米棒,溶液的碱浓度、温度及时间影响纳米棒的直径和长度.样品经600 ℃焙烧2 h,可制得立方晶相氧化钇,一级晶粒7～20 nm;氢氧化钇纳米棒焙烧后形成的氧化钇仍具有棒状结构.     

富氢气中用于CO优先氧化的逆负载型CeO2/CuO催化剂的研究

采用表面活性剂模板法制得一系列不同负载量的逆负载型CeO2/CuO催化剂。运用扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)、透射电镜(TEM)、低温N2吸附-脱附等手段对催化样品进行了表征,并在35～195℃测定了催化剂在富H2中催化CO优先氧化(CO-PROX)的反应性能,考察了CeO2负载量、尺寸效应、界面效应对CO-PROX反应性能的影响,并对其CO优先氧化机理进行了探讨。研究表明,不同的CeO2负载量影响催化剂的比表面积和孔径分布,进而在催化剂上产生尺寸效应和界面效应,从而对催化剂的活性产生影响。     

助剂W改性α-氧化铝载体对乙烯环氧化银催化剂性能的影响

制备了系列含W化合物的改性α-氧化铝载体,通过BET、XRD、SEM、XPS等研究了助剂W对α-氧化铝载体孔结构和形貌的影响,以及载体表面通过助剂W改性后对催化剂表面银粒尺寸、分布、形貌特征和银氧结合能的影响。结果表明,助剂W改性α-氧化铝载体后载体孔道变大、孔容增加,载体表面与银的作用增强,银粒分布更均匀,尺寸增长变缓,延长了银粒聚集时间。在微型固定床反应器中对催化剂进行长周期稳定性评价,结果表明,助剂W改性载体制备的银催化剂活性明显提高、稳定性显著改进,银催化剂的选择性与银粒子尺寸相关,为了获得较好的选择性需要控制助剂W加入量。     

聚吡咯在质子交换膜燃料电池中的应用

聚吡咯（polypyrrole,PPy）具有长链状共轭结构及多孔的载体形貌,且显示出高电导率、良好稳定性和无毒等优点,但PPy结构疏松且热稳定性和导电性不如碳材料。本文简述了PPy修饰载体后能为催化反应提供高效的电子和质子传导网络,并能通过改善载体表面形态更好地分散Pt,提高Pt的利用率。此外,本文还概述了聚吡咯类过渡金属复合催化剂在质子交换膜燃料电池（PEMFC）中表现出良好的氧还原反应（ORR）性能,且可通过优化合成条件、改变各成分的质量比、热处理或掺杂等方法提高此类非铂催化剂的性能。最后提出可利用M-PPy-C和Pt的协同效应,制备高活性和耐久性良好的Pt/M-PPy-C催化剂。     

Pt/WC-CNTs催化剂的制备及其对氧还原的电催化性能

通过表面修饰和还原碳化技术制备了以WC为主相的碳化钨/碳纳米管材料（WC-CNTs）,并进一步采用微波多元醇法载铂制备复合催化剂Pt/WC-CNTs。该催化剂相比于Pt/CNTs催化剂,具有更低的过电位、更大的电流密度和交换电流密度,且具有更小的电荷转移电阻和更好的氧还原选择性,显示了优异的氧还原电催化性能。XRD结果表明催化剂由多晶面的WC、Pt晶粒和CNTs组成,TEM和HRTEM显示细小的Pt颗粒均匀地分布在WC-CNTs表面。Pt颗粒和WC颗粒紧密接触,这有利于它们之间的催化协同效应,从而大大增强了Pt的氧还原催化活性。旋转圆盘电极研究结果表明Pt/WC-CNTs催化剂对氧还原反应为直接四电子过程。碳化钨/碳纳米管载铂催化剂性能优异、成本较低,在燃料电池阴极催化剂的研究应用中具有良好的发展前景。