聚钴卟啉的制备及其氧还原催化性能

金属卟啉具有高的共轭结构和化学稳定性,在酸性和碱性介质中均表现良好的ORR电催化活性。以周边不含有易聚合官能团的四苯基钴卟啉(Co TPP)为单体,采用循环伏安电化学聚合的方法制备四苯基钴卟啉聚合物(p Co TPP)薄膜。由于生成的聚合物具有更高的共轭结构,p Co TPP薄膜的紫外光谱图中Soret带和Q带均发生红移,且吸收峰变宽。结果表明,p Co TPP在碱性介质中对氧分子具有良好的电催化活性,为金属卟啉氧还原反应(ORR)催化剂的研究提供新的方向,有望成为燃料电池非贵金属氧还原催化剂材料。     

超薄纳米SiC催化材料对氧还原反应催化性能研究

目的:开发高效廉价的氧还原反应催化剂。方法:采用超声剥离法,以商业SiC为原料,成功获得了超薄纳米SiC催化剂,对其形貌进行了表征,并对其催化氧还原(ORR)性能进行研究。结果:超声处理能有效地剥离商业SiC,获得超薄催化剂。超薄纳米SiC催化剂对氧还原反应的起始电位和电流密度均与商业Pt/C催化相近,氧还原反应以4电子路径为主,在较低电位下能获得较大的动力学电流。结论:本实验制备的超薄催化剂,有望作为高效低成本燃料电池的潜在材料。     

Degussa P25型二氧化钛负载钴基催化剂在F-T合成中影响的研究

一、研究内容简介众所周知,金属钴负载到氧化物上即制备成F-T合成催化剂,载体的性质在一定程度上决定催化剂的性能。就Co/TiO2而言,其最显著的特征就是二氧化钛的不同晶型对催化剂的反应性能有巨大差别的影响。此外,由于在焙烧、还原和反应过程中活性组分(金属Co)能够     

合成气催化剂Ni—Cu／γ—Al2O3的制备及其性能的研究

分别用浸渍-还原与浸渍-焙烧-还原的方法制备了含Ni10%,Cu4%的Ni-Cu/γ-Al2O3催化剂，采用脉冲反应方式评价了500-850℃范围内该催化剂上甲烷部分氧化制合成气的反应性能，利用TPR，TPD等手段对催化剂进行表征，结果表明：用浸渍-还原法制备的催化剂活性明显优于用浸渍-焙烧-还原的方法制备的催化剂。     

直接乙醇燃料电池阴极制备与装配工艺优化实验设计与实施

为优化直接乙醇燃料电池的阴极催化剂,该文采用化学还原一步法分别制备出以活性炭、纳米碳和多壁碳纳米管为载体的Pt/C催化剂,研究了载体对催化剂性能的影响,并确定纳米碳为最优载体。以纳米碳为载体,采用相同工艺制备出具有核壳结构的Pt-Fe和Pt-Co合金催化剂,将其与Pt/纳米碳催化剂进行对比分析,探究了Fe、Co两种过渡金属对催化剂氧还原性能、稳定性等的影响,最终获得性能优于商业Pt/C催化剂的Pt-Fe/纳米碳合金催化剂。改进了电极制备及单电池装配工艺,提高了电池性能和实验成功率。     

直接甲酸燃料电池中碳载Ir催化剂对氧还原的电催化性能

文章比较了XC-72活性碳载Ir（Ir/C）、载Au（Au/C）和载Pt（Pt/C）催化剂对氧还原的电催化性能和抗甲酸能力,发现Ir/C催化剂对氧还原的电催化性能要差于Pt/C催化剂,但Pt/C催化剂的抗甲酸能力很差.Ir/C和Au/C催化剂都有很好的抗甲酸的能力,但Ir/C催化剂对氧还原的电催化性能要远好于Au/C催化剂.因此I,r/C催化剂适用于作直接甲酸燃料电池（DFAFC）中的阴极催化剂.     

Co-Sn复合氧化物催化空气环氧化苯乙烯的研究

以Co(NO3)·6H2O为钴源、Sn Cl2为锡源,通过简单的焙烧工艺制备Co-Sn复合氧化物,并用XRD等方法对该复合氧化物进行表征,然后将该复合氧化物用于多相催化苯乙烯的空气环氧化的反应。结果表明,催化剂的性能包括Co/Sn比、催化剂的焙烧温度、反应温度、反应时间等均会影响到催化剂的催化效果。当催化剂中Co/Sny摩尔比为20∶1,焙烧温度为550℃,催化剂用量为10 mg,反应溶剂为DMF,反应温度为90℃时,可以取得令人满意的效果,苯乙烯的转化率达到了77.9 mol%,而环氧化合物的选择率可以达到87.0%。     

PdB非晶态合金燃料电池阴极氧还原催化剂的制备及性能研究

采用液相还原法设计制备了非晶态PdB纳米颗粒催化剂．该催化剂用KBH4作为还原剂和硼的来源，通过控制温度制备具有非晶态结构的尺寸不同的PdB纳米催化剂．X射线粉末衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）测试表明0和25℃时制备的催化剂呈现非晶态结构，50℃时为晶态结构，随着温度的升高，PdB的结构由非晶态转变为晶态．采用循环伏安法（CV）和线性扫描伏安法（LSV）等方法，探究了非晶态PdB合金纳米颗粒催化剂在碱性溶液中对氧还原反应的电催化活性和稳定性．实验结果表明，温度为0℃时制备的非晶态PdB合金纳米颗粒催化剂具有最高的电催化活性及稳定性．     

阴极结构对质子交换膜燃料电池性能的影响

针对质子交换膜燃料电池多孔介质中液态水水淹造成电池性能降低的问题,将扩散层和催化层中水传递和相变方程进行耦合实现水在阴极内的连续传递,建立了质子交换膜燃料电池阴极二维稳态等温两相模型,利用COMSOL Multiphysics软件进行模拟计算并进行验证.基于液态水对氧气传质阻力的影响,探究了阴极不同结构参数对多孔介质排水和电池性能的影响,获得了不同结构下阴极内的氧气浓度、液态水饱和度、过电位和氧还原速率分布情况.结果表明：该气液两相模型的电池极化曲线与实验极化曲线吻合良好;薄扩散层和适宜的扩散层孔隙率有利于液态水的排出,提升电池性能;较薄的催化层厚度有利于催化剂利用率的提高,说明引入微孔层可以有效提升电池性能.     

纳米多孔Pt-Si合金对乙醇的电催化氧化研究

近几年,纳米多孔合金因具有比表面积大、密度低、操作简单等优点,在催化、磁学、医药等领域得到了广泛的应用.本文通过熔体快淬结合去合金化的方法制备纳米多孔结构Pt-Si合金,用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对材料进行了表征,并研究了其在酸性条件下对乙醇氧化的电催化性能.结果表明,得到的Pt-Si合金拥有三维双连续结构,其平均尺寸在5 nm左右.和商业Pt/C催化剂相比,纳米多孔Pt-Si合金在乙醇催化氧化反应中具有更高的电催化活性和稳定性,是一种很有潜力的直接乙醇燃料电池阳极催化剂.     

燃料电池电极反应式的书写技巧

燃料电池是现代社会中具有广阔发展前景的新能源,具有能量转换效率高、洁净无污染等特点,因此,燃料电池电极反应式的书写成了各省、市高考的热点。由于形成燃料电池的燃料种类较多,电解质有多种情况,涉及燃料电池的题中往往会结合一些新信息,多数学生感觉难以下手。燃料电池的本质是将燃料燃烧这一氧化还原反应分成两个分别在负极和正极发生的半反应。燃料电池的正极始终是氧气,负极为燃料。当电解质为碱性或中     

硫氮共掺杂的有序介孔碳用于氧还原反应的实验研究

硫氮共掺杂的有序介孔碳(SN-OMC)是通过一步复制路线合成的,双硫腙在SN-OMCs的制备过程中作为单一的碳、硫、氮前驱物。对此非金属催化剂进行物理化学表征,并在碱性电解质中对其催化氧还原反应(ORR)的电化学性进行了评估。在900℃下得到的SN-MOC展现了用于ORR反应的高电催化活性,以及可观的耐久性和耐甲醇性;介孔碳孔道中硫和氮的协同效应有利于提高SN-MOC的氧还原催化活性。     

课堂演示氢氧燃料电池的可行性研究

现行教材中只有氢氧燃料电池的示意图,缺乏演示实验。为帮助学生认识电池反应的自发性,可借助制作的氢氧燃料电池演示器演示氢气和氧气无需点燃而自发进行氧化还原反应的过程,帮助学生直观地观察实验现象、理解实验原理。     

多孔尖晶石型锰钴氧化物的制备和催化性能

为获得高效催化还原对硝基苯酚的锰钴氧化物催化剂,以聚甲基丙烯酸甲酯为模板,采用硬模板法制备了具有三维有序大孔结构的尖晶石型锰钴氧化物(MnCo₂O₄)。运用X射线粉末衍射仪、全自动物理吸附仪、扫描电子显微镜及紫外-可见分光光度计等对催化剂的结构和形貌进行表征,并研究其对硼氢化钠还原对硝基苯酚反应的催化性能。结果表明,多孔MnCo₂O₄催化剂具有立方晶相结构,其三维有序大孔孔径均一,比表面积达到65.7 m²/g;与体相MnCo₂O₄和其他贵金属催化剂相比,多孔MnCo₂O₄催化剂表现出更优异的催化活性,对硝基苯酚还原的反应速率常数可达6.59×10^-2s^-1。多孔MnCo₂O₄催化剂在5次重复利用后对硝基苯酚的转化率仍高达90%以上。     

纳米多孔PtHo合金对乙醇的电催化氧化性能研究

采用脱合金法制备了纳米多孔PtHo合金,用X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对其晶体结构和微结构进行表征,并研究了材料对乙醇氧化的电催化性能.经脱合金后制备得到的纳米多孔PtHo合金具有双连续的三维纳米多孔结构,孔径约5 nm.纳米多孔PtHo催化剂在酸性条件下对乙醇电催化氧化的质量活性达到了 1.5 A·mg-1,远高于商业Pt/C(0.30 A·mg-1).此外,其稳定性也优于商业Pt/C.纳米多孔PtHo合金以其优异的电催化性能有望在直接醇类燃料电池上应用.     

改革实验教学模式提高人才培养质量

为培养学生创新意识和科学探索精神,提升学生实践能力和综合素质,改革传统实验教学模式,减少按图索骥的验证性实验,增加综合性实验项目,提高本科人才培养质量.设计PtCu双金属纳米晶催化质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应,用作本科生综合实验项目,将科学研究成果引入到实验教学中,激发学生好奇心,引领学生关注社会经济发展热点问题,培养社会责任担当和生态文明意识,并为学生进入更高层次学习,奠定良好的科研素质.     

单分散的非晶态PdB/C合金催化剂的制备与氧还原性能研究

通过反相微乳液法设计制备出单分散的非晶态PdB合金纳米颗粒(MD-PdB)催化剂。以KBH₄溶液为还原剂,滴加到上述反相微乳液,控制反应温度为0℃、25℃和50℃,制备出单分散的非晶态PdB合金纳米颗粒(MD-PdB)催化剂。X射线粉末衍射(XRD)测试表明,0℃和25℃制备的MD-PdB催化剂呈非晶态结构,50℃时为晶态结构。扫描电子显微镜(SEM)测试表明,制备的MD-PdB催化剂基本呈现单分散,反应温度为0℃、25℃和50℃时,MD-PdB催化剂颗粒尺寸分别为50～60 nm、20～25 nm和15～20 nm,颗粒尺寸随温度的升高逐渐变小。采用循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)等研究了MD-PdB催化剂在碱性溶液中对氧还原反应的电催化活性和稳定性,实验结果表明,25℃时制备的MD-PdB催化剂具有较高的电催化活性及稳定性。     

Fe_3O_4/C/Pd复合材料的制备及催化Suzuki反应研究

通过实验制备出了Fe3O4、Fe3O4/C、Fe3O4/C/Pd纳米粒子,并将其应用于Suzuki偶联反应.以Fe3O4为载体通过溶剂热法将C包覆在Fe3O4上,再在得到的复合材料上包覆Pd得到Fe3O4/C/Pd催化剂.通过X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对产物进行表征,并对结果进行粒径形貌分析.实验结果表明,Suzuki反应在以DMF/H2O(V/V=1)为溶剂,Na2CO3为碱时,在反应温度为80℃下,反应5 h时催化剂的催化性能最佳.     

光催化剂BiVO4的制备、表征及其光催化性能的研究

采用化学沉淀法制备光催化剂BiVO4,用紫外-可见光谱、X射线衍射对其进行表征。通过光催化还原铬离子和光催化氧化甲基橙的效率来评价该催化剂的活性。实验研究了不同的焙烧温度和不同的焙烧时间对光催化剂BiVO4催化活性的影响。结果表明,制备光催化剂BiVO4的最佳条件是在600度下恒温3h。光催化剂BiVO4在可见光和紫外光的照射下均有较好的光催化还原活性和光催化氧化活性。BiVO4从正方晶相向单斜晶相转化的最佳温度是600°C。焙烧过的BiVO4的紫外-可见吸收光谱较未焙烧的有较大程度的红移,提高了对光的利用率。实验同时还探讨了影响BiVO的光催化活性的机理。     

硫化钴镍微球制备及其电催化析氢综合研究型实验设计

文章设计了硫化钴镍微球制备及其电催化析氢综合研究型实验.该实验通过简单的一步水热法,可控合成了一种由微小纳米粒子组装成微球结构的双金属硫化钴镍催化剂,研究了双金属硫化物结构与电化学析氢性能之间的内在联系,使学生对实验合成以及材料结构表征与性能测试有了较完整的把握.该实验将科研工作与本科生实验教学相结合,激发了学生对科研...