高温硫化加成硅橡胶进展

综述了高温硫化加成型硅橡胶的特点和技术进展,以及催化剂/抑制剂体系的研究动向及进展。着重介绍了近年来采用的新型催化剂/抑制剂体系,通过对铂催化剂进行改进制备微胶囊化铂催化剂和铂-抑制剂配合物等方法,使得催化剂活性得到很好地抑制,从而实现高温加成硫化。     

含铂催化剂的硅胶泡沫阻燃性能实验研究

为研究不同含量铂催化剂对硅胶泡沫阻燃性能的影响,利用端乙烯基硅氧烷、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、含氢硅油等原料和不同含量的铂催化剂制成样品,对样品(铂催化剂量为0.2~0.8 g)的极限氧指数LOI、垂直燃烧、热释放速率、热稳定性及烟密度进行测试。结果表明:铂催化剂添加量为0.8 g时氧指数为29.1%,垂直燃烧达到UL-94V-0,阻燃性能相对较好;与铂催化剂添加量为0.2 g的样品相比,其热释放速率下降了36.5%,表明减缓了热裂解速率,降低了火灾危险性;炭渣表面裂缝窄小,表明铂催化剂量的增加有利于材料炭化层的形成,烟密度等级(SDR)由9.53下降到2.27,下降了76.2%,最大烟密度(MSD)下降了75%;由TG曲线得铂催化剂添加量为0.8 g时质量损失为28.09%,比铂催化剂添加量为0.2 g时质量损失减少了14.45%,表明铂催化剂添加量为0.8 g的试样稳定性更好。因此,增加铂催化剂的量可以改善硅胶泡沫材料的阻燃性能。     

直接甲醇燃料电池电催化剂的研究及进展

从铂系和非铂系两个方面综述了近年来直接甲醇燃料电池电催化剂的研究及进展。     

质子交换膜燃料电池阴极铂合金催化剂研究进展

氧电极还原电催化剂对于质子交换膜燃料电池的发展具有重要的意义.综述了阴极铂合金催化剂的研究现状,包括催化剂的制备方法、影响催化剂性能的主要因素、合金催化剂性能提高的机理分析等.     

核壳型铂基燃料电池催化剂制备方法与微结构控制综述

目前催化剂是制约燃料电池走向市场的关键,限制了燃料电池发展及大规模商业应用,寻求能够同时降低催化剂成本和提高催化剂性能的有效方法十分迫切。具有核壳结构的Pt-M催化剂不仅可以降低贵金属铂的用量,而且能显著提高催化活性。本文总结了近20年来核壳型Pt-M催化剂的主要制备方法,包括晶种法、去合金法、电化学沉积法等;重点分析非贵金属-铂核壳结构(M@Pt,M=Ni、Co、Cu、Fe等)的制备途径,总结了每种方法的特点。另外,还讨论了核壳结构在纳米层次上的精细控制和设计方案,这有助于理解核壳结构对电化学催化动力学的作用规律,更好地设计开发新型催化剂。     

具有富铂外壳和铜内核的燃料电池催化剂颗粒

美国休斯敦大学正在开发一种新型催化剂，据说可借以提高燃料电池的容量。这种催化剂是一些纳米颗粒，其外壳主要由铂构成，而内核则是由铜、钻和铂组成的合金。这种催化剂在氧还原过程中显示了极高的活性。这种活性催化剂相是在电极上原位形成的，当向电极施加周期性交变电流时，合金中的铜等金属从颗粒表面分离出来。     

催化合成三氟丙基甲基二氯硅烷的研究

以聚乙烯基硅氧烷为保护剂制备了102白色担体负载的铂络合物催化剂,合成了三氟丙基甲基二氯硅烷.考察了催化剂用量、体系温度、回收利用对目的产物含量的影响.结果表明,102白色担体负载的铂催化剂对该反应具有较高的活性和稳定性,目的产物的含量可达到85%.催化剂重复使用8次未发现有失活.     

催化合成三氟丙基三氯硅烷的研究

以3,3,3-三氟丙烯与三氯硅烷为原料在铂催化剂作用下合成3,3,3-三氟丙基三氯硅烷,考察了催化剂活化温度、反应温度、催化剂用量等对反应的影响.确立了最佳的反应条件.     

形貌可控的铂类贵金属氧还原电催化剂研究进展

金属-空气电池是一类以金属燃料作为负极活性物质,空气中的氧气作为正极活性物质,正负极活性物质反应产生的化学能通过电化学反应而非燃烧反应转化成电能的环境友好型燃料电池。金属-空气电池的成功运行往往依赖于高效的空气电极,氧还原过程作为空气电极的主反应,还原过程中产生的高过电位严重制约着金属-空气电池的大规模应用。目前金属-空气电池阴极普遍使用昂贵的Pt/C氧还原催化剂材料来降低氧还原过程的高过电位,最大程度地减少电池电压以及输出功率的损失。氧还原催化剂材料的研究重点是寻找更高效、廉价的催化剂。目前常见的氧还原催化剂主要包含铂类贵金属、过渡金属氧化物和硫化物以及碳基非金属复合材料,其中铂类贵金属型氧还原催化剂凭借其优异的氧还原催化性能得到广泛关注。随着化学合成手段的不断发展,越来越多的异质结构铂类贵金属型氧还原催化剂被合成,基于各组分之间独特的协同作用,其往往表现出优于单一组分的催化性能,近几年对铂类贵金属型氧还原催化剂的研究主要集中在以下两个方面:(1)探究铂类贵金属催化剂表面元素组成及原子排布与其催化活性之间的关系,例如,研究纯铂纳米晶的晶面指数与其氧还原催化性能之间的关系;(2)设计特殊结构的铂类催化剂来达到优化氧还原催化剂催化活性和降低材料生产成本的目的,例如,在廉价核材料上通过异质外延生长的方式沉积铂壳层,可大大提升铂原子的催化效率。本文归纳了形貌可控的铂类贵金属氧还原催化剂的研究进展,分别对规则多面体型纯铂及铂类合金纳米晶,特殊结构铂类合金纳米晶氧还原催化剂进行了详细介绍。此外,为了更好地理解氧还原的催化机制,本文就氧还原过程的动力学与热力学原理进行了简单总结。由于铂类贵金属氧还原催化剂的形貌对其氧还原活性影响很大,为了更好地说明催化剂形貌的设计与合成原理,本文还补充说明了纳米晶体的生长机制。最后,简要总结了铂类贵金属型氧还原催化剂未来的研究重点。     

我国科学家合成出新型铂纳米材料催化剂

随着电化学制备催化剂方法的诞生，我国科学家合成了新型铂纳米材料催化剂，实现了在催化活性、稳定性和效率上的提高，这是我国在铂纳米材料催化剂制备方法上的重大突破。[第一段]     

Progress in modified carbon support materials for Pt and Pt-alloy cathode catalysts in polymer electrolyte membrane fuel cells

H₂-fed polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) are the most advanced fuel cell technology to date and continue to be of great interest as prospective energy sources in numerous applications, including for low/zero-emission electric vehicles, distributed power generators in homes, and small portable electronic devices. However, the commercialization of PEMFC technology has been greatly hindered by certain challenges, mainly the sluggish kinetics of the oxygen reduction reaction at the cathode and the high cost of Pt-based cathode catalysts, the latter presently accounting for over 55% of the total PEMFC cost. To overcome the limited stability of state-of-the-art Pt/C, Pt and Pt-alloy catalysts supported on modified carbon materials have garnered significant interest in recent years. It is therefore timely to compile a review that focuses on Pt and Pt-alloy catalysts supported on modified carbon materials, examining their current R&D status, applications, challenges, and future prospects. This review provides a systematic and comprehensive survey of current Pt and Pt-alloy PEMFC cathode catalysts in terms of materials selection and design, synthesis methods, and structural features, emphasizing how these various aspects relate to the catalysts’ physicochemical characterization and performance, and with the aim of shedding light on the future direction of PEMFC research.     

质子交换膜燃料电池关键材料的研究进展EI北大核心CSCD

燃料电池是一种非常有前景的新能源体系。燃料电池不使用热力发动机,利用电极和电解质界面发生的化学反应直接将燃料的化学能转换成电能,反应不受卡诺循环限制,因此,具有高的能量转换效率。在燃料电池中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)在便携式设备、交通运输以及固定装置领域具有重要的应用前景。然而,目前的PEMFC还存在一些问题,主要包括高成本、功率不足、稳定性差等问题,限制了其大规模商业化应用。这些问题的根本原因在于PEMFC中阴极催化剂、气体扩散层、质子交换膜和双极板等关键材料的成本和性能还不能满足PEMFC商业化的要求。要实现PEMFC的大规模应用,需要开发先进的阴极催化剂、气体扩散层、质子交换膜和双极板等关键材料。针对PEMFC对低成本、高性能先进材料的需求,本文综述了阴极催化剂、气体扩散层、质子交换膜和双极板等关键材料的研究进展以及应用面临的问题,并指出了未来的发展方向:加强铂合金催化剂以及金属-氮-碳(M-N-C)化合物催化剂的规模化制备工艺的探索;制备兼具高质子传导率和优异力学性能的质子交换膜;详细研究改性气体扩散层在不同的工况条件下对PEMFC性能的影响;开发具有优良耐蚀性和导电性的涂层或新型金属材料用于双极板。     

Pt/MWNTs催化剂的制备及其性能

以多壁碳纳米管为载体，用液相还原法制备了Pt／MWNTs催化剂，通过XRD、TEM等技术对催化剂进行了表征，并将所制催化剂组装成燃料电池，以H2、O2为反应气，测试了催化剂的性能，结果显示Pt／MWNTs催化剂具有优良的电催化活性。     

Al2O3基石油加氢脱硫催化剂研究现状与进展

综述了以三氧化二铝(Al_2O_3)为载体,负载Mo、Ni单一组元和Mo-Ni-W等复合组元,用于炼制石油加氢脱硫的催化剂的国内外研究现状与进展。全面总结了传统的浸渍法、混捏法、共沉淀法、离子交换法以及新型的微波-超声波法等催化剂合成方法,对Al_2O_3基催化剂的加氢脱硫性能进行了讨论,着重对催化剂合成过程中载体、活性组分、助剂(P、F、B等)和pH值对催化剂性能的影响进行了概述,在此基础上总结了Al_2O_3基加氢脱硫催化剂的不足之处,并展望了此类催化剂的发展方向与研究前景。     

新型碳材料质子交换膜燃料电池Pt催化剂载体的研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)具有能量转换效率高、功率密度大、室温启动快、噪音低和零污染等特点, 有望减少二氧化碳排放量, 缓解能源危机, 在轨道交通、航空航天等领域具有广阔的应用前景。催化剂是PEMFC的关键材料, Pt催化氧还原反应活性和稳定性好, 是广泛使用且很难被取代的电催化剂。然而Pt储量低、价格昂贵, 导致PEMFC成本较高, 使用Pt载体可减少PEMFC的Pt负载量, 提高Pt利用率。碳材料具有成本低廉、比表面积大、孔结构丰富、电导率和表面性质可调等特性, 是广泛应用的Pt载体。商用的炭黑载体对Pt的利用效率低, 抗电化学腐蚀性较差。为了进一步提高PEMFC的性能和持续性, 需要研发能够均匀负载Pt、高效利用Pt、抗电化学腐蚀性强且导电性好的碳载体, 进而实现PEMFC的大规模应用。炭气凝胶、碳纳米管和石墨烯等新型碳载体具有独特的结构和性质, 可以提高PEMFC性能和寿命, 引起了研究者的广泛关注。本文对近年来PEMFC新型碳材料Pt载体的研究进展进行了较为详细的综述, 并对其发展趋势作出了适当评论。     

用于CO低温氧化负载型纳米金催化剂研究进展

一氧化碳(CO)催化氧化反应因在工业、环保、军事、人类生活等方面应用广泛而受到人们普遍关注,如激光器中微量CO的消除、封闭体系中CO的消除、汽车尾气净化以及质子交换膜燃料电池中少量CO的消除等。近年来关于纳米金催化剂用于CO低温氧化反应的研究已成为备受关注的热点。阐述了金颗粒尺寸、载体种类、制备方法、制备条件等对催化剂活性的影响,总结了催化机理的研究现状和导致催化剂失活的因素,最后对其未来的发展进行了展望。     

Self‐Supported Mesostructured Pt‐Based Bimetallic Nanospheres Containing an Intermetallic Phase as Ultrastable Oxygen Reduction Electrocatalysts

Developing highly active and stable cathode catalysts is of pivotal importance for proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). While carbon‐supported nanostructured Pt‐based catalysts have so far been the most active cathode catalysts, their durability and single‐cell performance are yet to be improved. Herein, self‐supported mesostructured Pt‐based bimetallic (Meso‐PtM; M = Ni, Fe, Co, Cu) nanospheres containing an intermetallic phase are reported, which can combine the beneficial effects of transition metals (M), an intermetallic phase, a 3D interconnected framework, and a mesoporous structure. Meso‐PtM nanospheres show enhanced oxygen reduction reaction (ORR) activity, compared to Pt black and Pt/C catalysts. Notably, Meso‐PtNi containing an intermetallic phase exhibits ultrahigh stability, showing enhanced ORR activity even after 50 000 potential cycles, whereas Pt black and Pt/C undergo dramatic degradation. Importantly, Meso‐PtNi with an intermetallic phase also demonstrated superior activity and durability when used in a PEMFC single‐cell, with record‐high initial mass and specific activities.     

Iron‐Free Cathode Catalysts for Proton‐Exchange‐Membrane Fuel Cells: Cobalt Catalysts and the Peroxide Mitigation Approach

High‐performance and inexpensive platinum‐group‐metal (PGM)‐free catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) in challenging acidic media are crucial for proton‐exchange‐membrane fuel cells (PEMFCs). Catalysts based on Fe and N codoped carbon (Fe–N–C) have demonstrated promising activity and stability. However, a serious concern is the Fenton reactions between Fe²⁺ and H₂O₂ generating active free radicals, which likely cause degradation of the catalysts, organic ionomers within electrodes, and polymer membranes used in PEMFCs. Alternatively, Co–N–C catalysts with mitigated Fenton reactions have been explored as a promising replacement for Fe and PGM catalysts. Therefore, herein, the focus is on Co–N–C catalysts for the ORR relevant to PEMFC applications. Catalyst synthesis, structure/morphology, activity and stability improvement, and reaction mechanisms are discussed in detail. Combining experimental and theoretical understanding, the aim is to elucidate the structure–property correlations and provide guidance for rational design of advanced Co catalysts with a special emphasis on atomically dispersed single‐metal‐site catalysts. In the meantime, to reduce H₂O₂ generation during the ORR on the Co catalysts, potential strategies are outlined to minimize the detrimental effect on fuel cell durability.     

碳基纳米结构作为燃料电池催化剂载体的研究进展

质子交换膜燃料电池的主要商用催化剂是碳负载铂纳米粒子体系,其中碳的形式主要是碳黑。然而Pt属于贵金属,价格高、储量低,严重阻碍了PEMFCs的商业化进程。新型碳基纳米材料的不断涌现以及对其性能研究的不断深入,为解决上述问题带来了可能。越来越多的研究显示,基于新型碳基纳米材料的担载体系,不但能够提高Pt的利用率,降低所需的Pt担载量,还能提升催化剂的稳定性和催化活性等,从而高效地提升担载型催化剂的性价比。概述了近年来碳基纳米材料作质子交换膜燃料电池催化剂载体的研究进展,并讨论了未来的发展方向以促进质子交换膜燃料电池的大规模商用。