超薄金属-有机骨架纳米片前驱体高效电催化OER反应

金属-有机骨架(MOFs)材料作为前驱体制备特定形貌的纳米材料用于水氧化反应(OER)已成为新的研究热点.使用溶剂热法在泡沫镍基底上合成了超薄的镍钴铁金属-有机骨架(NiCoFe-MOF)纳米片,在保留其纳米片形貌的基础上原位电化学转化为金属氢(羟基)氧化物.在1 mol/L KOH电解液中,10 mA/cm2电流密度时,NiCoFe-MOF纳米片的过电势仅为189 mV,Tafel斜率为35 mV/dec.长时间电解实验表明,NiCoFe-MOF纳米片具有较高的稳定性.原位Raman结果表明,其反应的高活性来源于反应过程中的"活性氧"物种中间体.     

臭氧催化氧化催化剂的失活及再生

考察了臭氧催化氧化催化剂的组成、形貌以及活性,对其失活原因进行了分析,并对再生方法进行了优化。结果表明:催化剂失活是由含盐污水中的金属(非金属)盐沉积在催化剂表面,阻碍催化剂与臭氧接触所致;与新鲜催化剂相比,装置卸出催化剂的比表面积下降17%,孔容下降21%,活性下降至13.9%;物理-化学再生法再生效果优于物理再生法;采用质量分数为1%的柠檬酸溶液处理后的催化剂性能最佳,其比表面积和孔体积略高于新鲜剂,活性可恢复至新鲜剂的95%,连续运行3周后,活性仅下降6个百分点。     

1,4-丁炔二醇加氢制1,4-丁烯二醇工艺及催化剂研究进展

论述1,4-丁烯二醇发展现状,简述1,4-丁烯二醇BYD加氢法、3,4-环氧-1-丁烯水解法和1,3-丁二烯法3种生产工艺特点.其中,BYD催化加氢法是生产BED技术最为成熟、应用最为广泛的生产工艺.BYD加氢反应是一个多步复杂反应.论述了BYD加氢催化反应过程以及3种催化剂(贵金属催化剂、过渡金属催化剂、骨架型Raney-Ni催化剂)在BYD加氢反应过程中的应用特点,指出Raney-Ni催化剂具有价格低、活性高的优点,开发中压下BYD加氢制备BED的Raney-Ni催化剂具有重要意义.     

铈基SCR脱硝催化剂研究进展

近年来铈（Ce）基脱硝催化剂成为低温脱硝领域的研究热点,按载体类型可分为金属氧化物催化剂、二氧化钛载体催化剂、分子筛载体催化剂、活性炭及氧化铝载体催化剂等。按催化剂种类分别介绍了掺杂改性、制备工艺、反应条件等对催化剂性能的影响,并阐述了可能的原因机理。目前,铈基催化剂大多处于实验室阶段,工业化应用尚存在问题,尤其作为低温脱硝催化剂,活性中心堵塞问题更加突出,并且催化剂成本较高。未来可从催化剂制备工艺入手解决催化剂成型问题,以实现工业应用。同时探讨催化剂中毒机理,进一步提升其抗中毒能力。另外,寻求适宜的材料与铈掺杂组合,达到高效脱硝和经济效益最大化。     

铂系低碳烷烃脱氢催化剂研究进展

综述了近年来国内外铂系低碳烷烃脱氢催化剂的技术现状与研究进展。首先从热力学角度论述了低碳烷烃脱氢反应与相关副反应的反应机理,随后分别从活性位点性能与催化脱氢的关系,氧化铝、分子筛等载体的作用,以及锡、碱金属、碱土金属、过渡金属等助剂改性对催化剂的影响等3个方面分析了铂系低碳烷烃脱氢催化剂的优势与存在的问题,进而探究了铂系脱氢催化剂的失活原因。最后对铂系脱氢催化剂的研究前景做了展望,提出该系列催化剂的主要发展方向包括降低贵金属铂的负载量、提高催化剂的稳定性、减少积炭副反应等。     

蒽醌法合成过氧化氢催化剂的研究进展

过氧化氢（H₂O₂, 俗称双氧水）, 由于其强氧化性常用作漂白剂、消毒剂, 同时也作化工原料。目前工业上生产过氧化氢的主要方法为蒽醌法, 全球近99%的产品均通过蒽醌法制得。研究具有高活性、高选择性及经济性的催化剂是合成过氧化氢所面对的最具挑战性的课题, 同时也是工业催化领域的研究热点之一。主要针对蒽醌法制过氧化氢催化剂, 综述了各种活性组分、载体及助剂在蒽醌加氢催化剂中的研究进展, 并简单探讨了各种活性组分的优缺点, 概括了各种载体、助剂的作用, 以期对过氧化氢催化剂的合成制备提供一些有益的启示。     

重芳烃轻质化催化剂n（Ni）/n（Ni+Mo）的优化与分析

以β分子筛为载体,在保持金属总负载量不变的情况下,采用等体积浸渍法制备了4种不同n（Ni）/n（Ni+Mo）的催化剂。分别采用X射线衍射（XRD）、比表面积测试（BET）、氨程序升温脱附（NH₃-TPD）、氢程序升温还原（H₂-TPR）、氢程序升温脱附（H₂-TPD）和热重-差热分析（TG-DTG）等方法对催化剂进行了表征。结果表明,4种催化剂的酸量和酸强度相近,在n（Ni）/n（Ni+Mo）等于基准+0.2时,Mo与载体之间的相互作用最弱,其氢气吸附量最多且积炭量最少;采用某炼厂重整C₁₀⁺ 重芳烃对4种催化剂进行评价,结果表明n（Ni）/n（Ni+Mo）等于基准+0.2催化剂具有最优的催化活性和稳定性。上述结果表明,影响重芳烃轻质化催化剂活性和稳定性的关键因素是催化剂氢气吸附量的多少,氢气吸附量越多金属表面的溢流氢效应越明显,积炭前驱体被溢流氢及时消除,从而保护了催化剂的加氢活性中心不被积炭覆盖,有助于催化剂在较高活性下保持稳定。     

DMFC阳极催化剂用GRQD-NiCo2O4复合物的制备与电催化活性分析

采用水热法制备GRQD-NiCo₂O₄复合物,利用XRD、SEM及TEM分析其微结构,并探讨其作为DMFC阳极催化剂使用时的电化学性能。微结构分析表明所得GRQD-NiCo₂O₄复合物皆为具NiCo₂O₄单一相的尖晶石结构,且GRQD质量浓度高于0.25 g/mL后表面形貌将转变GRQD与NiCo₂O₄相互结合的状态。电化学分析表明添加GRQD可有效增强NiCo₂O₄的导电性并提升其电化学稳定性,其中GRQD质量浓度为0.25 g/mL时所得样品经500次循环测试后电流密度约为77.5 A/g,与循环5次后相比其电流密度剩余量最大（约为69.7%）,该样品作为DMFC阳极催化剂使用时性价比最佳。     

光化学法制备过渡金属-氮共掺杂多孔炭基CO2电还原催化剂

过渡金属-氮共掺杂炭材料是一类高效的CO₂电还原催化剂。以热解聚合物制备的氮掺杂炭材料为载体,浸渍镍源,经红外灯光照2 h,利用光化学法制备了高分散的镍-氮-碳催化剂（Ni/NC）。采用扫描电镜（SEM）、物理吸附、粉末X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）等手段对催化剂的形貌、结构、物相和组成进行了分析,并评价了催化剂的CO₂电还原反应性能。电化学性能测试结果表明,在0.5 mol/L的KHCO₃电解液中,镍的负载量为2 %（质量分数）时催化性能最好,CO分电流密度得到有效提升,塔菲尔斜率为492 mV/dec,起始过电位为286 mV;在-0.6 V（vs.RHE）下,CO的法拉第效率为78%,在-1.0 ~-0.5 V（vs.RHE）内,n（CO）/n（H₂）=0.5~3.6。     

非贵金属电解水催化剂改性研究进展

氢能作为理想的二次能源,具有能量密度高、清洁无污染等特点,在能源转型过程中将发挥极为重要的作用。电解水制氢被认为是获取氢能最有潜力的绿色工艺,而高效电催化剂是制约电解水制氢快速发展的关键。贵金属催化剂具有优良的电催化性能,但由于成本和储量问题严重限制其推广应用,因而开发低成本高活性的非贵金属催化剂逐渐成为研究热点。为提高非贵金属催化剂的电催化性能,需要对其进行一系列的改性优化工作。综述了近几年国内外非贵金属电解水催化剂的改性研究进展,详细介绍了几何构造（一维、二维、三维结构）和电子调控（组成优化、晶面调控、缺陷构造、杂原子掺杂等）两种非贵金属催化剂的改性方法,并对今后非贵金属电解水催化剂改性发展方向进行了展望。