52催化加氢
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52催化加氢
催化加氢；一、意义；1、具有绿色化的化学反应，原子经济性；催化加氢一般生成产物和水，不会生成其它副产物（副；2、产品收率高、质量好；普通的加氢反应副反应很少，因此产品的质量很高；3、反应条件温和；；4、设备通用性；二、催化加氢的内容；1、加氢催化剂；Ni系催化剂；?骨架Ni；（1）应用最广泛的一类Ni系加氢催化剂，也称Re；（2）具体的制备方法：将Ni和Al
　催化加氢一、
具有绿色化的化学反应，原子经济性。催化加氢一般生成产物和水，不会生成其它副产物（副反应除外），具有很好的原子经济性。绿色化学是当今科研和生产的世界潮流，我国已在重大科研项目研究的立项上向这个方向倾斜。2、
产品收率高、质量好普通的加氢反应副反应很少，因此产品的质量很高。3、
反应条件温和；4、
设备通用性二、
催化加氢的内容1、
加氢催化剂Ni系催化剂? 骨架Ni（1）
应用最广泛的一类Ni系加氢催化剂，也称Renay-Ni，顾名思义，即为Renay发明。具有很多微孔，是以多孔金属形态出现的金属催化剂，该类形态已延伸到骨架铜、骨架钴、骨架铁等催化剂，制备骨架形催化剂的主要目的是增加催化剂的表面积，提高催化剂的反应面，即催化剂活性。（2）
具体的制备方法：将Ni和Al, Mg, Si, Zn等易溶于碱的金属元素在高温下熔炼成合金，将合金粉碎后，再在一定的条件下， 用碱溶至非活性组分，在非活性组分去除后，留下很多孔，成为骨架形的镍系催化剂。（3）
合金的成分对催化剂的结构和性能有很大的影响，镍 、铝合金实际上是几种金属化合物，通常所说的固溶体，主要组分为NiAl3, Ni2Al3, NiAl, NiAl2等，不同的固熔体在碱中的溶解速度有明显差别，一般说，溶解速度快慢是NiAl3＞ Ni2Al3 ＞NiAl＞ NiAl2， 其中后二种几乎不溶，因此，前二种组分的多少直接影响骨架Ni催化剂的活性。（4）
多组分骨架镍催化剂，就是在熔融阶段，加入不溶于碱的第二组分和第三组分金属元素，如添加Sn, Pb, Mn, Cu, Ag, Mo, Cr, Fe, Co等，这些第二组分元素的加入，一般能增加催化剂的活性，或改善催化剂的选择性和稳定性。（5）
使用骨加镍催化剂需注意：骨架镍具有很大表面，在催化剂的表面吸符有大量的活化氢，并且Ni本身的活性也很，容易氧化，因此该类催化剂非常容易引起燃烧，一般在使用之前均放在有机溶剂中，如乙醇等。也可以采用钝化的方法，降低催化剂活性和保护膜等，如加入NaOH稀溶液，使骨架镍表面形成很薄的氧化膜，在使用前再用氢气还原，钝化后的骨架镍催化剂可以与空气接触。?
其它镍系催化剂从１８９７年Sabatier将乙烯和氢气通到还原镍使之生成乙烷开始，这是最古老的镍催化剂，工业上几乎没有单独使用镍的，而广泛使用的却是加有各种单体或助催化剂的镍，一般的制法是把硅藻土加进硝酸镍水溶液中，一边搅拌一边加碳酸钠，使碱式碳酸镍（或氢氧化镍）沉淀在硅藻土上。充分地水洗过滤干燥。将制成的催化剂在使用之前，在350-4500C的氢气流中进行还原。鉴于还原的催化剂与空气接触会着火而失去活性，使用必须注意。此外，还有把硝酸镍溶液和硅藻土的混合物蒸干，在400-5000C热分解为NiO-硅藻土后，用氢气还原的方法。通常，还把少量金属氧化物作为助催化剂加到NiO-硅藻土中，例如NiO-氧化钍-硅藻土[40]，NiO-Cu-硅藻土等[41]，均属于高活性的催化剂。可用作载体的物质还有浮石、氧化铝、硅胶、酸性白土、氧化锌、CaSO4、MgSO4、木炭、石墨等。2.2.1.3、分解镍分解镍一般由甲酸镍热分解制得，它是活性低于骨架镍，可以几次反复用于同一反应的非燃烧性催化剂。甲酸催化剂早在1912年的专利[14]中即已出现，它作为工业用的油脂加氢催化剂，久已为人所知。甲酸镍Ni(HCO3)2?2H2O约在1400C开始脱水，无水物约在2100C分解，210-2500C时分解激烈进行，约在2700C分解完毕[149，150]。关于甲酸镍的分解机理，有以下3种报导[149，150]。 Ni(HCO3)2?2H2O →Ni+H2+2CO2+2H2ONi(HCO3)2?2H2O →Ni+3H2O+CO2+CO2 Ni(HCO3)2?2H2O →2Ni+H2+3CO2+5H2O+CO甲酸镍催化剂的性质仅次于骨架镍催化剂，在油脂类加氢中选择性好，甲酸镍催化剂用于其它有机化合物加氢的实例很少，如稀丙醇加氢[168]，芳烃硝基化合物[162，169]苯酚的加氢等。 甲酸镍催化剂选择性良好，一个分子存在几个可加氢部位，只要选择合适的反应温度，在按阶段进行的反应中，就可以防止发生副反应，以高得率获取所得产物 而且，它不与卤素或磺基反应，所以适用于含有这类成分的化合物加氢[169]。Leicester[178]等研究了Ni的醋酸盐，络酸盐，辛酸盐等的热分解，主要生成物是Ni2O3，极富于多孔性，估计应能作为催化剂使用。草酸镍的研究也很多，它所制得催化剂与甲酸催化剂大体相同，但因其成本高，工业上几乎不用。 漆原镍催化剂是为了避免采用Schwenk等取得的用骨架合金和碱催化剂的制造专利[129]而出现的。它是应用过量的镍粉从镍盐中沉淀出镍，使它与雌酮的碱水溶液混合而还原成功，并取得专利[30]。目前通用的漆原镍有：碱处理沉淀而得的漆原镍B（U-Ni-B），用酸处理而得的漆原镍A（N-Ni-A）。用Al作镍盐的还原剂制得的沉淀镍，再用碱处理而得到的漆原镍BA（U-Ni-BA），用酸处理而得到的漆原镍AA（U-Ni-AA）用还原剂处理镍盐制得的催化剂，因为Ni比H的离子化倾向更强，所以不能用氢气使镍盐溶液析出金属镍，但用某些具有还原能力的化合物却可以达到这一目的，如Parl[183]等用NaBH4溶液还原NiCl2制得的硼化镍催化剂，能在常温常压下进行糠醛、苄腈等加氢，通常比骨架镍略低。若以格氏试剂为还原剂，则生成被认为黑色的镍氢化物，据报导对苯乙烯、丙酮等具有加氢活性。 还有范崇正等[2]报道的经化学结构处理后所得含有助剂的超细金属镍（含镍量高于65%wt，比表面积为84m2/g），对羰基的催化加氢，发现Ni对该体系是双向催化作用，并推测镍催化剂表面的“活性中心”，应该是由一族原子共同作用而形成的。超细镍该催化剂是一种超细粒子，粒径大小一般为0.1-0.001微米，具有高表面能和表面活性及易烧结等特点。超细粒子催化剂具有高活性和优良的选择性，但单独存在不稳定，常制成高分散负载型催化剂，其制备方法已有详细综述[1]。当用粒径为300埃的超细镍对环辛二烯加氢制环辛烯的反应时[3]，选择性为210，当用普通镍催化剂时，选择性为24，说明使用超细镍时，环辛烯的加氢被极大地抑制了。 铜催化剂铜作催化剂比表面积大，活性高，成本低，常用于烯烃的加氢。在加氢反应中加氢的活性次序是：
Pt≈Pd&Ni&Fe≈Co&Cu，铜的活性接近于中毒后的镍催化剂，铜催化剂对苯甲醛还原成苯甲醇，或硝基苯还原成苯胺的反应具有特殊的催化活性。铜催化剂主要勇于加氢、脱氢、氧化反应，单独用的铜催化剂很容易烧结，通常为了提高耐热性和抗毒性，都采用助催化剂和载体。2.3.1、Cu/SiO2在研究液相法糠的醛加氢催化剂时，李国安等[4]对载体Al2O3、活性炭、TM级白炭黑和SiO2进行筛选，发现在相同制备条件下，SiO2活性较好。同时研究了浸渍条件对催化剂活性的影响，确定了最佳催化剂制备条件、反应条件，40min后转化率可达100%，几乎无副产物。黄子政等[4]对Cu/SiO2进行热分析结果表明，CuO负载在SiO2上比无载体的CuO易还原，SiO2提高了活性组分的分散，提高了CuO的可还原性，降低了单位催化剂还原过程的热效应，避免了还原过程中Cu晶粒迅速长大和催化剂失活。另外，李国安等发现碱土金属的加入可明显改进催化剂性能，他们认为碱土金属的加入使催化剂表面活性组分具有更好的分散度。如有CO和H2合成甲醇反应中铜催化剂显示活性，但单纯铜不如ZnO（60~80%）-CuO、铜铬催化剂（CuCr2O4）及ZnO-CrO-CrO三元催化剂好，它们的耐热性和抗毒化性强成为实用催化剂。2.3.2、Cu-Zn催化剂专利[16]曾报道了一种糠醛加氢制糠醇的CuO-ZnO-Al2O3催化剂。该催化剂在100~160℃下有较高的活性和选择性。周亚明等[17]对Cu-Zn系催化剂进行了活性测试，发现在160℃，氢醛物质的量的比5~7及液体空速0.5~0.6h-1和常压条件下，糠醛的转化率大100%，糠醇选择性和收率大于98%，同时，他们还对催化剂活性组分进行了研究，发现催化剂还原以前，存在CuO和ZnO，还原后CuO被还原Cu，ZnO为发生变化，但Zn的电子动能有所上升，发生部分还原，形成缺氧，ZnOx（x≤1）。Bulko等研究表明，Cu-Zn-O系列催化剂还原后部分铜进入ZnO晶格形成固熔体。周亚明等[17]认为，正是因为形成固熔体，Cu和ZnO发生了强烈作用，ΔG为负，可补偿ZnO还原的正ΔG，Cu-ZnO固熔体中缺氧结构对含氧中间物起稳定作用。2.3.3、Cu-Al催化剂专利[18]报道了一种Cu-Al催化剂制备方法。用共沉淀法将一定浓度的Al（NO3）3、Cu（NO3）2等溶液按一定比例混合，加沉淀剂Na2CO3、NH3.H2O在30~40℃，PH值6.8~7.6下反应，老化1~2h后过滤、洗涤，120℃下干燥，300℃下煅烧。该催化剂有很高的机械强度和热稳定性。另外，在Cu-Al催化剂中加入助剂Fe、碱金属或碱土金属，，可提高其活性和选择性。2.3.4、其它负载型铜基催化剂双金属催化剂也研究较多，如王亚权[1]以Ni-Cu/ZnO为模型催化剂，用TPR、XPS及CO加氢反应揭示了双金属间的相互作用能强烈地影响金属-载体相互作用。陈小平等[2]用Ni改性的Cu-Mn/ZrO2催化剂对比CO加氢合成低碳醇做了研究，发现Cu-Mn/ZrO2催化剂是具有较高活性的甲醇合成催化剂，添加了Ni后，有效地促进低碳醇的合成，还大幅度地提高了CO的转化率。另外，杨儒等[3]还报道了一种负载型非晶态Cu-SiO2催化剂对酯氢解活性研究。他们以超细SiO2为载体，用KBH4还原Cu2+盐溶液制备了非负载型Cu和负载型Cu-SiO2，XRD、TEM和电子衍射分析结果表明，负载型Cu-SiO2为非晶态，非负载型Cu有少量晶态铜。DSC结果表明，非晶态Cu-SiO2热稳定性明显高于非负载型Cu。说明超细SiO2具有稳定非晶态结构作用。 钴催化剂钴催化剂的作用与镍有很多相近之处，但一般来说活性较低，且价格比镍高，所以不太用他来代替镍催化剂使用，但在F-T合成、羰基化反应及还原硝基而高得率制得伯胺等场合，却是重要的催化剂，制造催化剂原料及方法大体与Ni催化剂相同。2.2.2.1、还原钴其制法是Co（NO3）2.6H2O与碱制得Co（OH）2或 碱式碳酸钴，再用与还原镍相同的操作方法，用H2还原，即可制得催化剂，或者直接将熔烧Co（NO3）.6H2O而得的CoO进行还原也可。Hutting等[271]报导，将沉淀出的Co（OH）2再还原制得催化剂活性比直接还原氧化钴所制得的高。所用 载体或催化剂与Ni情况相同。制备Co催化剂的还原温度比Ni高，从3000C左右起徐徐进行氧化钴的还原比较合适，在5000C以上还原钴无活性。氢氧化钴的还原在3500C进行，若加入5-10%左右的铜，则还原温可下降到2000C左右。2.2.2.2、骨架钴对于用NaOH溶液处理Co-Al合金而得到的骨架钴的研究，不如对骨架镍研究的多，原因可能是，骨架钴与还原钴一样，活性低，性质与Ni催化剂无大差别，除特殊情况外，没有必要非用Co不可，通常使用的骨架钴合金一般含钴30-50%左右，一般认为以Co3Al13含量高的骨架合金为好。彭勒[1]报道以R-Co对糖醛液相加氢的研究，可在较低的反应温度及氢压下进行加氢。糖醇的选择性接近100%，可重复使用，寿命长，机械强度大，无污染，在工业中值得推广。2.2.2.3、漆原钴催化剂与漆原镍一样，用Zn粉与CoCl2反应制得沉淀钴，用酸或碱处理后，即得漆原钴催化剂，用Zn粉还原CoCl2时，比还原镍时的反应要略缓和些。2.2.2.4、甲酸钴与镍的情况类似，Co催化剂也可由甲酸钴的热分解而制得。关于甲酸钴催化剂进行若加氢的反应情况，Lihl等[301]作了详尽的研究，Leicester等[178]对于醋酸钴及钴的其它脂肪酸盐的热分解进行了研究，在空气中热分解醋酸钴时，除了主要生成Co3O4之外，还生成CoO和Co。2.2.2.5、Co（CN）5]3-1941年Iguchi[79]发现在Co2+溶液中加了CN-会使不饱和化合物进行加氢或氢转移，于是[Co（CN）5]3-就被广泛用于作均相加氢催化剂的研究，制备方便，活性高。据称其加氢活性物种是，这一物种在临氢或直接用NaBH4还原即得，或直接由水解制得：2[Co（CN）5]3- + H2O
[HCo（CN）5]3-
[Co（CN）5OH]3-加氢时必须有水存在，保持有碱性，许多加氢反应可在常温常压下进行，如烯烃、炔烃、硝基苯、苯甲醛、硝基苯酚、酮等。 2.2.2.6 、其它钴催化剂Lih等提出[302]以汞为电极电解硫酸钴，制得汞齐，再在空气中除去汞而得的钴催化剂，能以高得率进行苯的加氢，而同法所制的Ni催化剂活性却较低。也有用NaBiH4还原钴盐[181]得到的硼化钴（Co2B）作催化剂，用于脂肪加氢的研究[303]。在均相链烯烃加氢反应中，也有采用可溶于烃类的Ziegler型催化剂，如Co[ph3P]2Cl-（I-C4H9）3Al[328]进行己烯-1，环己烯等的加氢反应，转化率可达33.5-100%。Co（CO）8还原来的对烯烃、不饱和醛酮、醇、硝基化合物等的加氢有很高的活性，有关HCo（CO）4加氢反应已有详细综述[56、57]。 Pt系催化剂铂是最早应用的加氢催化剂之一，主要是以下几种催化剂Pt黑在碱溶液中用甲醛、肼、甲酸钠等还原剂还原氯铂酸，能制得Pt黑催化剂，具体的方法：在80ml氯铂权溶液（含20g铂，难溶时加入汪时的盐酸）中加入150ml35%甲醛水溶液，冷却至-10℃以下激烈搅拌，向其中滴加入420ml50%的KOH，保持4-6℃以下。滴完后在30min内温度上升至55-60℃,使还原进行完毕。冷却后倾泻法除去不部澄清液，反复操作，去除碱和氯离子再吸滤出沉淀物，在干燥器中干燥。吸滤时如催化剂不被水覆盖，就会起火，在高真空下排气数日后，会失去所含氧而失去活性，但与空气混合后，则又回打电报活性。在常温下，常驻压下，这些催化剂对芳环加氢显示活性。胶体铂一般以铂的离子和金属铂的胶体形式存在，如：在1g氯铂酸钾和1g阿拉伯胶的水溶液中加入48.2ml0.1N的氢氧化钠（也可用溶有1g NaCO3的水溶液），于搅拌下煮沸，热至液体呈暗棕色为止，生成胶体的氢氧化铂。用透析法进行精制并于真空干燥后保存，可直接使用，或预先用氢还原后再使用。胶体铂催化剂一般比氧化催化剂活性弱。Adams氧化铂[80]将3.5g氯铂（4价）酸无水盐置于坩埚中，便溶于10ml水，加入35gNaNO3，激烈搅拌下蒸干，再急剧升温，在350-3700C产生NO2，加热至无气体为止，将温度保持在500-5500C，加热10min放置冷却，用水洗至不含硝酸盐止，并在干燥器中干燥保存，可得约1.6g的PtO2.H2O，即使充分水洗，催化剂中仍含微量的碱，使这种催化剂在氢气中与溶液振荡混合，很容易转变成铂黑而表现活性。不进行预还原也可用于加氢反应。这时在反应初期有数秒到2-3min的吸氢阶段，催化剂活性越强，吸收氢的时间越短。此外，加热温度越高，还原所需时间越长。在无载体铂中，以Adams氧化铂活性最强，被用于各种加氢反应。2.1.1.4负载铂将氯铂（4价）酸溶于水，使渗入适当的载体并进行干燥，用氢或其它还原剂还原后，即得负载铂。Pt/C:最常用的加氢催化剂之一，广泛应用于双键、硝基、羰基等的加氢，而且效率高、选择性好，就是贵金属催化剂价格贵，但是由于是分散型催化剂，仅含1-5%的贵金属量，相对来讲不是很贵，用起来可以承受，特别对于高附加值产品。制备方法：将1g活性炭与40ml无水乙醇，1ml 0.2 克分子的氯铂（4价）酸溶液一起充分搅合，在室温下用注射器加入5ml 1克分子的NaBH4溶液。1分钟后加入4ml 6克分子浓度的盐酸溶液以分解过量的NaBH4，即可供使用。在辛烯-1或硝基苯加氢中，该催化剂活性比Adams氧化铂活性要高出数倍。 铂/石棉 先后用碱和硝酸处理石棉，用温水洗净然后借水浴加热而使氯铂酸（4价）水溶液渗入石棉，冷却后加入35-40%的甲醛水溶液，使深入充分，对每1g铂大约用30ml甲醛水，在冷却的同时，缓慢加入相当于甲醛水重量一半的40-50%NaOH溶液，然后在水浴上加热，使反应完成，用水充分洗净后浸没于稀醋酸中充分洗涤，过滤后再用水洗净，在110℃时干燥，得黑色催化剂，用于苯或吡啶的气相加氢。铂/氧化铝
它用于粗汽油的改性，即所谓的铂重整。Haensel[84]在AlCl3溶液中加入氨水，将所得的氧化铝凝胶水洗至残留一定量的氯化物，加入氢氟酸或其铵盐，再与通了H2S的氯铂酸溶液搅拌混合，高温下用氢还原后，成型供用。广泛用于双键、硝基化合物、醛酮的加氢，并具有较好的活性和选择性。均相催化剂：SnCl3--PtCl42-对多种烯烃加氢具有活性，但该催化剂本身很复杂，因为它的性质取决于两者相对浓度、介质酸度温度等，而对其活性物种如[PtH(SnCl3)4]3- 、[HPt(SnCl3)2(Et2P)2]- [60] 、HPtCN(Pph3)2[61]都不能作活性测试。其催化行为必定与所溶解的能活化底物的组分有关。现已发现，过量的SnCl3-配体降低加氢速率，HCl、HBr、LiCl或LiBr的添加促进加氢。 SnCl3-是很强的接受者，因为Sn的5d空轨道大小和能量与Pt 5d满轨道相匹配，则配体SnCl3-就减少了Pt上的电子密度，易被亲核物质如H、C=C等所进攻，SnCl3-的强接受π电子性质稳定了Pt（H）（C=C）Xn络合物的稳定性，阻止了Pt2+的还原。2.1.2、钯基催化剂金属钯是催化加氢的能手。在石油化学工业中，乙烯、丙稀、丁稀、异戊二稀等稀烃类是最重要的有机合成原料。由石油化工得到的稀烃含有炔烃及二稀烃等杂质，可将它们转化为稀烃除去。由于形成的稀烃容易被氢化成烷烃，必须选择合适的催化剂。钯催化剂具有很大的活性和极优良的选择性，常用作稀烃选择性加氢催化剂，如Lindlar催化剂（测定在BaSO4上的金属钯，加喹包含各类专业文献、专业论文、高等教育、幼儿教育、小学教育、生活休闲娱乐、行业资料、文学作品欣赏、应用写作文书、中学教育、各类资格考试、外语学习资料、52催化加氢等内容。　
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钙钛矿型复合金属氧化物制备及光催化还原CO2为有机酯的性能研究硕士论文.pdf50页
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近年来化石燃料的大量燃烧导致空气中C02含量骤增，并产生了一系列的环境问
题，由此引起人们越来越多的关注。传统的C02存储技术存在着泄露等隐患，本文研究
钙钛矿型催化剂SrTi03光催化还原C02制备甲酸甲酯，具有反应条件温和、环境友好
等优点。主要研究内容包括如下几点：
l、采用溶剂热法，借助油酸的分散作用，制备出颗粒小、分散性好的Ag／SrTi03、
Ag以及lnOOH复合量对其光催化活性的影响，以及油酸调控催化剂颗粒尺寸、形貌的
2、采用Uv．Ⅵs
均粒径为14
子富集点位，从而抑制了电子．空穴复合，有利于电子转移，提高光催化活性；InOOH
与SrTiO，复合良好，在两相的结合处形成规则的异质结，在异质结主体上形成新的导带
与价带，促进光生载流子的分离。FT-IR分析结果表明，制备的催化剂含有SrTi03、
3、在甲醇中光催化还原C02生成甲酸甲酯，甲醇作为牺牲剂，消耗空穴，促进电
子．空穴分离，导带上出现更多电子，促进C02还原。CCh被还原为甲酸与甲醛，甲酸、
甲醇及甲醛进一步反应生成甲酸甲酯。
关键词：光催化还原C02钙钛矿甲醇 甲酸甲酯钛酸锶
Thecombustionofthefossil允elhasled
increasein
emission．and
excessiveamountof
hascausedaseriesofenvironmental
C02 atmosphere
problems，
whichhaveattractedmoreandmoreattentionin
worldwide．C02capture
thereisalea
正在加载中，请稍后...SrFeO_3阳极催化剂对乙醇电催化氧化性能研究
直接乙醇燃料电池(DEFC)具有结构简单、燃料便于携带和储存、环境友好等优点,特别适宜作便携式电源,具有广阔的应用前景[1]。乙醇来源广泛,可以通过含糖原料发酵大量生产[2],是一种很有吸引力的汽车代用燃料,在巴西等国家,已经在加油站上供应乙醇,作为传统内燃机汽车的代用燃料。近年来对乙醇阳极氧化过程的研究集中在提高催化剂对乙醇氧化的电催化活性方面[3]。许多研究者研究了乙醇在多种Pt合金和贵金属-氧化物的催化剂上电催化氧化,其中贵金属合金包括Pt-Ru[4]、Pt-Sn[5]、Pt-Mo、Pd-Ni、Pt-Ru-Mo等二元和三元合金催化剂。贵金属-氧化物催化剂包括Pd-NiO[6],Pt-MgO/C[7]等。目前有报道钙钛矿在直接甲醇燃料电池中有很好的催化效果[8]。钙钛矿在直接乙醇燃料电池中的研究也越来越受到重视[9]。我们采用溶胶凝胶法[10-11]制备了以铁为基础的钙钛矿非贵金属催化剂,研究了其对乙醇电化学氧化的催化效果。...&
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直接乙醇燃料电池（DEFC）是将乙醇与氧反应的化学能直接转换为电能的一种发电装置。乙醇是一种最有希望代替甲醇的燃料，具有来源丰富、毒性低、含氢量高等特点。研究直接乙醇燃料电池，对于解决能源短缺和环境保护具有重要意义。本论文旨在研究以Pd基催化剂为主的阳极催化剂，制备活性高、稳定性能良好的Pd基纳米催化剂。主要考察了碳载Pd及Pd合金催化剂的金属粒径、形貌、电化学活性和稳定性。主要内容和结果如下：采用Vulcan XC-72为载体，柠檬酸钠为保护剂，NaBH4和NaH2PO2分别作还原剂通过液相化学还原的方法制备了碳负载型20wt%PdC-B和PdC-P催化剂。利用TEM、XRD、EDS等手段表征了催化剂的形貌和结构，通过循环伏安法测试了两种催化剂对乙醇电催化氧化性能，计时电流法测试了催化剂的稳定性，预吸附单层CO溶出方法测试了催化剂的抗CO中毒能力。研究结果表明：PdC-B催化剂的平均粒径为3.3nm，相比PdC-P的38.0n...&
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赵新生 ,男 ,1973年生 ,博士研究生 .直接醇类燃料电池 (DAFC)是直接将甲醇、乙醇等有机小分子化合物和氧气中的化学能转化为电能的一种装置 ,具有结构简单、燃料便于携带和储存、环境友好等优点 ,特别适宜作便携式电源 ,具有广阔的应用前景[1] .近年来 ,直接甲醇燃料电池(DMFC)的功率密度得到了大幅度的提高[2～ 4 ] .但甲醇具有较大的毒性 ,对人的神经和眼睛都有较大的损害 ;而且通过Nafion膜的渗透较为严重 ,影响了电池的性能和寿命 .为使DAFC更有利于环保 ,有必要探索新型无毒替代燃料 .乙醇能量密度高 ,来源丰富 ,可以通过含糖有机物的发酵来大量生产 ,也能从生物物质中制取 ,是一种可再生的环境友好燃料 ,因而乙醇在燃料电池中具有潜在的应用前景 .直接用乙醇做燃料时 ,电池的电极反应为 :阳极 :CH3CH2 OH + 3H2 O 2CO2 + 12H++ 12e-E0 =0
0 87V (1)阴...&
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直接乙醇燃料电池(DEFC)具有结构简单、燃料便于携带和储存、环境友好等优点,特别适宜作便携式电源,具有广阔的应用前景[1]。乙醇来源广泛,可以通过含糖原料发酵大量生产[2],是一种很有吸引力的汽车代用燃料。在巴西等国,已经在加油站供应乙醇,作为传统内燃机汽车的代用燃料。近年来对乙醇阳极氧化过程的研究集中在提高催化剂对乙醇氧化的电催化活性方面[3]。许多研究者研究了乙醇在多种Pt合金和贵金属-氧化物的催化剂上的电催化氧化,其中Pt合金包括Pt-Ru[4]、Pt-Sn[5]、Pt-Mo[6]、Pt-Ru-Mo[7],Pt-Ru-Ni[8,9]等二元和三元合金催化剂。贵金属-氧化物催化剂包括Pd-NiO[10],Pt-MgO/C[11],Pt-图1在150℃干燥2h的干胶的热重-差热图Fig.1TG-DTA curves of the gel sample dried at150℃for2h in static airTiO2[12...&
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1实验部分1·1催化剂制备将化学计量的Nd2O3溶于7 mol/L的硝酸溶液,H2PtCl6与SnCl2溶于乙二醇溶液,然后和分散有Vul-canXC-72R碳黑的乙二醇溶液混和,搅拌2 h,并用NaOH溶液调pH值为12,在N2保护下升温至90℃,逐滴加入过量的0·2 mol/L甲酸溶液,回流10 h。过滤所得产物,洗涤,干燥,即得PtSnNd/C(Pt∶Sn∶Nd=3∶1∶1)催化剂。PtSn/C(Pt∶Sn=3∶1)催化剂制备方法同上,所有催化剂中Pt的负载量均为20%。1·2工作电极制备取5 mg催化剂加入1 mL含有15μL Nation(15%)溶液的异丙醇溶液中,超声分散20 min,取25μL涂覆在直径4 mm的玻炭电极上,用红外灯烤干。制得的工作电极上Pt的载量为0·2 mg/cm2。1·3催化剂测试XRD测试在X’Pert Pro MPP型粉末衍射仪上进行。扫描速度2°/min,扫描范围20°~90°。电化学...&
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直接醇类燃料电池(DAFC)由于具有结构简单、理论比能量密度高、燃料便于携带与储存和环境友好等优点,在可移动电源方面具有广阔的应用前景[1].近年来,直接甲醇燃料电池(DMFC)的功率密度已有大幅度的提高,取得了显著的进展[2,3],但甲醇具有较高的毒性,对人的神经和眼睛都有较大程度的损害.为了实现DAFC作为可移动电源在诸如手机、笔记本电脑以及电动车等领域中获得应用,有必要探索新型的无毒燃料以替代甲醇.乙醇的比能量密度高,且无毒,来源丰富,可以通过含糖有机物的发酵进行大规模生产,是一种可再生的环境友好的燃料.直接乙醇燃料电池(DEFC)的电极反应如下:CH3CH2OH+3H2O2CO2+12H++12e-,E0=0.087V(阳极)(1)3O2+12H++12e-6H2O,E0=1.229V(阴极)(2)CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O,E0=1.142V(总反应)(3)由上述电极反应可知,与甲醇完全电氧化转移6个电...&
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