Pt/C催化剂制备及CO催化氧化性能研究

采用大气压介质阻挡放电辅助氢气热还原方法和氢气热还原方法制备Pt/C催化剂,考察了制备方法及Pt负载量对Pt/C催化性能的影响。采用X-射线衍射(XRD)、循环伏安法、CO催化氧化反应研究Pt/C催化剂的晶相结构、电催化性能和CO催化氧化活性。结果表明:大气压介质阻挡放电辅助氢气热还原所制备的样品具有更高的电化学活性和CO催化氧化活性。当Pt负载量在2%到10%之间变化时,Pt/C-PC催化活性随负载量增加而增加。XRD测试结果显示当Pt负载量为2%,5%和10%时,Pt粒径分别为:10.6 nm,9.1 nm和6.4 nm,说明采用等离子体辅助氢气热还原方法制备的Pt/C-PC催化剂,Pt负载量越大,Pt粒径越小,CO催化氧化活性更高。     

利用层间化合物制备载Pt催化剂

通过利用Pt(IV)-GICs和Pt(IV)乙炔黑层间化合物来制备应用于甲醇电氧化石墨和乙炔黑载铂催化剂。具体过程如下在惰性气氛下,利用H     

质子交换膜燃料电池Pt/C阴极催化剂性能的强化研究评述

Pt/C是质子交换膜燃料电池普遍采用的电催化剂,但由于电池阴极氧还原的过电位较大,因此,必须进一步提高铂电催化剂的性能以降低燃料电池成本和改善电池电压输出性能,综述了提高Pt/C催化剂电催化性能的途径及其研究状况.     

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。     

燃料电池用高效Pt/C催化电极材料的结构和电化学性能研究

采用离子束溅射技术制备Pt/C催化电极(Pt层厚度为50nm),电极耗铂量降低至0.10mg/cm2,电极具有良好的电化学性能.研究了碳质载体上不同沉积条件制备的Pt/C催化电极的结构和电化学性能.结果表明Pt膜为fcc结构,采用高束电压高束电流情况下沉积的铂电极电化学性能有显著提高.电极连续运转1000小时后催化活性未明显下降.     

PEMFC用抗溺水性功能化Pt/C催化剂的制备及表征

催化剂的碳载体腐蚀是Pt/C催化剂催化性能下降的重要原因,并且亲水性的催化剂增加了质子交换膜燃料电池氧电极发生水淹的风险。利用过氧化氢对XC-72碳进行氧化预处理,负载Pt后,进一步用水合肼对Pt/C催化剂还原,制备耐蚀性和抗溺水性的Pt/C催化剂。对红外光谱吸收峰进行比较可知,经双氧水处理后,XC-72碳表面的含氧官能团数量增加,其接触角小于未经处理的XC-72碳;进一步用水合肼还原氧化后的XC-72碳,接触角较氧化的XC-72碳增大22.4°,抗溺水性增强。由比表面积测定可知,双氧水处理XC-72碳,比表面积下降,但中孔比例增加,有利于Pt的负载。水合肼还原后的Pt/C催化剂较还原之前的Pt/C催化剂抗溺水性增强,接触角增大6.2°。经2000周次循环伏安扫描,水合肼还原后的Pt/C催化剂电化学比表面损失减小,耐久性提高。     

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。     

Pt/MoO3/ZrO2催化剂的制备及三效催化性能的研究

采用浸渍法制备了MoOz/ZrO2,用低温氮吸附-脱附法和NH3-程序升温脱附法(TPD)分别对其比表面积和酸碱性进行了表征.结果表明,MoO3/ZrO2具有106.8m2/g的比表面积和超强酸的性能.用等体积浸渍法制备了Pt/MoO3/ZrO2催化剂,在汽车尾气模拟气中考察了其对C3H8、CO和NO的催化活性.与传统三效催化剂Pt/La2O3/Al2O3相比较,Pt/MoO3/ZrO2具有更好的低温起燃性能和更宽的空燃比窗口,并显著地改善了C3H8在富氧状态下的转化效率.通过XRD、H2-TPR对催化剂进行了表征,结果表明,Pt在催化剂载体上具有高度的分散性和优异的氧化还原性能.     

新型燃料电池催化剂的制备及性能测试研究

以预处理的活性炭为载体,采用浸渍还原法制备出Pd基阳极催化剂,主要考察了活性炭预处理、金属前驱体加入顺序对催化剂的影响。结果表明:通过利用HNO_3溶液对活性炭进行处理,可以提高催化剂的负载量,在电化学测试中C2H5OH氧化峰值是未处理活性炭为载体催化剂的2.04倍。此方案可成功合成出粒径达到3.4nm的催化剂。另外利用分布还原法制备的催化剂,可以实现活性炭上催化剂的高负载量和更小的粒径尺寸。     

Co修饰的碳载Pt纳米粒子催化剂的制备与表征

质子交换膜燃料电池阴极需要使用高活性的电催化剂来加速氧还原反应(ORR)速率,而提高活性成分贵金属铂(Pt)的功能反应利用率可解决其关键问题.本工作利用过渡金属钴Co(Ⅱ)?有机框架(Co?MOF)为前驱体合成ORR催化剂载体Co/C,并采取浸渍?液相还原法负载Pt纳米粒子制备了合金Pt?Co/C催化剂.通过对样品的孔隙结构、物相结构、微观形貌等表征,证实了载体Co/C具有较大的比表面积和相互连通的分级介孔结构,其独特的形貌、丰富的孔隙结构使负载的Pt纳米颗粒均匀分布、粒径范围窄,平均粒径约为6.8 nm.进一步对催化剂进行电化学性能评价,其电化学活性表面积(ECSA)接近于商用Pt/C催化剂的值,结果表明合金催化剂中活性成分Pt具有较高的利用率,同时还表现出载体独特的孔隙结构优势.     

高分散度Pt/C电催化剂的制备

Cabot公司Vulcan XC-72型炭黑，经过H2O2氧化处理后作为Pt的载体，H2PtCl6作为金属前驱体制备了高度分散的Pt/C催化剂。讨论了不同条件下H2PtCl6在炭黑上的吸附性能。载体经过H2O2氧化处理24h,H2PtCl6在pH=9下吸收48h，H2 350℃还原2h，可以制备出铂晶粒平均大小为1.8nm的Pt/C电催化剂。     

高分散度非晶态NiB／CNTs催化剂制备及其催化加氢性能

利用苯胺、曲拉通分别对氨气热处理的碳纳米管进一步功能化，修饰碳纳米管表面，促进碳纳米管分散。采用超声波辅助的浸渍-化学还原法制备非晶态NiB／CNTs合金催化剂，平均粒径为14nm、10nm的非晶态NiB颗粒均匀分布在苯胺、曲拉通处理的碳纳米管表面。苯胺、曲拉通功能化处理使催化剂的Ni负载量分别提高了10．4％、14．6％，同时提高了催化剂的乙炔加氢活性和乙烯选择性。将苯胺和曲拉通的处理效果比较，发现无论是NiB颗粒的分散度还是催化剂的加氢性能，曲拉通处理的效果明显优于苯胺。     

ZnO/CNTs复合材料的制备、表征及光催化性能

采用水热法制备了一系列氧化锌和碳纳米管的复合材料(ZnO/CNTs),详细考察了碳纳米管的含量对复合材料光催化性能的影响。利用X射线衍射仪、紫外-可见漫反射吸收光谱、扫描电子显微镜、X射线能谱、透射电子显微镜、X射线光电子能谱和氮气吸附-脱附等测试手段对样品的结构、形貌和光学性质进行了表征,并用亚甲基蓝溶液模拟污染物,评价了ZnO/CNTs复合材料的光催化性能。结果表明:添加CNTs提高了ZnO的比表面积,增强了ZnO的可见光吸收。ZnO/CNTs复合材料较纯ZnO具有更高的光催化活性,并且随着CNTs含量的增加,ZnO/CNTs复合材料的光催化活性呈先增加后减小的趋势。当CNTs的含量为0.3%(质量分数)时,ZnO/CNTs复合材料的光催化活性最高,经过50 min光照后,亚甲基蓝的降解率达到了96.2%。     

Pt/碳微球电催化剂载体的结构表征

将CVD法和浸渍还原法相结合制备得到了Pt/CMS复合材料.借助XRD,FESEM及XPS对三种不同Pt载量的复合材料进行结构性能表征.SEM分析表明制得的Pt/CMS复合材料粒径分布窄,尺寸在300nm左右.Pt粒子具有高度的均一性和良好的分散度,尺寸在4～5nm左右.XRD和XPS测试表明金属Pt含量较高.利用循环伏安法(CV)评价了Pt/CMS复合材料在酸性溶液中的电催化性能,测得Pt载率为30%的Pt/CMS复合材料对甲醇的电催化性能较佳.     

CoMoN_x/CNTs催化剂氯代硝基苯选择性催化加氢反应性能

采用等体积浸渍法结合程序升温还原技术制备出一系列负载型过渡金属氮化物催化剂,并利用XRD、BET、TG-DSC等手段对催化剂进行表征。将此催化剂用于邻氯硝基苯液相催化加氢。结果表明,单组分MoN/CNTs催化剂的活性较低,氯代硝基苯转化率为57.5%,双组份CoMoN_x/CNTs的活性较高,氯代硝基苯转化率为89.8%,添加了稀土La后CoMoN_x/CNTs催化剂活性改善不明显,但对o-CAN选择性达到了99.3%。     

静电组装法制备CB/CNTs复合材料及性能表征

用阴、阳离子表面活性剂分别对炭黑(CB)、碳纳米管(CNTs)进行表面修饰,使其分别带负电荷和正电荷,并采用超声波分散仪对其进行分散处理。探讨了添加几种不同分散剂超声分散的效果。利用相反电荷相互吸引原理,将带有负电荷的CB和正电荷的CNTs,进行静电组装形成具有优良性能的CB/CNTs导电材料。结果表明:表面活性剂可以使CB、CNTs表面附有相应电荷,可以有效分散CB、CNTs。利用静电组装法制得CB/CNTs复合材料,且导电性能得到良好改善。     

氧化锆氧传感器多孔Pt/YSZ电极的制备与表征

在氧化锆基片上丝网印刷Pt电极浆料,并在不同的温度下烧结制成电极。用扫描电镜表征烧结后多孔Pt/YSZ电极的微观形貌,并用电化学阻抗谱(EIS)研究多孔Pt/YSZ电极的电学性能。结果表明:烧结温度对电极微观形貌的影响很大,多孔Pt/YSZ电极有优良的催化性能。     

Pt/碳微球电催化剂载体的结构表征EI

将CVD法和浸渍还原法相结合制备得到了Pt/CMS复合材料.借助XRD,FESEM及XPS对三种不同Pt载量的复合材料进行结构性能表征.SEM分析表明制得的Pt/CMS复合材料粒径分布窄,尺寸在300nm左右.Pt粒子具有高度的均一性和良好的分散度,尺寸在4～5nm左右.XRD和XPS测试表明金属Pt含量较高.利用循环伏安法(CV)评价了Pt/CMS复合材料在酸性溶液中的电催化性能,测得Pt载率为30%的Pt/CMS复合材料对甲醇的电催化性能较佳.     

新型Pt基整体式催化剂的结构与催化性能

以堇青石蜂窝陶瓷(CHC)为载体,采用化学镀法制备Pt基整体式催化剂Pt-CHC,研究Pt-CHC催化剂在甲醛催化燃烧中的催化性能;对Pt-CHC催化剂在不同的甲醛初始浓度范围、较宽的空速范围与不同的进样相对湿度条件下进行活性测试,并进行扫描电镜和X射线能量色散谱表征。结果表明:Pt-CHC催化剂在Pt负载量较小(质量分数为0.24%)时,甲醛可在100℃时基本转化完全;活性组分Pt在蜂窝陶瓷载体表面选择性富集,Pt颗粒在催化剂中通孔道内部与孔口处均能基本维持均匀分布,颗粒粒径小于100 nm。     

炭气凝胶负载Pt基催化剂的制备及其甲醇氧化催化性能

以间苯二酚(R)和甲醛(F)为原料,制备R-F炭气凝胶(RF-CAs).继以后者为载体采用浸渍还原法制备铂基催化剂Pt/CA,并比较其与由相同负载工艺制得的以Vulcan XC-72为载体的铂基催化剂Pt/XC72的催化甲醇氧化反应的性能.结果表明,前者具明显高的甲醇氧化催化活性,显示CAs是一种极具潜在竞争力的燃料电池催化剂载体材料.