Pt/C催化剂催化邻硝基苯甲醚加氢制备邻氨基苯甲醚

以邻硝基苯甲醚为原料,采用Pt/C催化剂,通过液相催化加氢工艺合成邻氨基苯甲醚,研究不同反应条件对其转化率和选择性的影响,确定最佳工艺条件为,无水乙醇作溶剂、反应温度80℃、反应压力2 MPa、Pt/C催化剂用量0.01 g和反应时间2 h。相比传统硫化钠法和铁粉盐酸法等,催化加氢还原工艺可有效解决废水污染问题,提高产品收率和品质,降低生产成本,同时更易实现自动化生产,属于绿色新型工艺,具有良好的工业化前景。

直接甲醇燃料电池阴极Pt/C催化剂的制备与表征──制备及处理方法的影响

对比研究了用三种液相沉积还原法制备的 2 0 %Pt/C催化剂及在 90 0℃下用H2 还原处理的催化剂 ,并用XRD和TEM等技术表征了催化剂的粒子大小及粒径分布 .结果表明 ,用乙二醇还原法制备的Pt/C催化剂的平均粒径最小 (约 2 4nm) ,且分布均匀 .应用旋转圆盘电极 (RDE)法和直接甲醇燃料电池单池评价了Pt/C催化剂的氧还原反应 (ORR)活性 ,探索了单池性能与催化剂粒径大小的关系 .RDE测试结果表明 ,用甲醛还原法制备的Pt/C催化剂具有最高的ORR活性 ;而单池测试结果表明 ,用乙二醇还原法制备的Pt/C催化剂显示出最高的ORR活性和最优的单池性能 .这可能是因为直接甲醇燃料电池中所需Pt/C催化剂最优粒径更小的缘故 .另外 ,研究了Cl-对Pt/C催化剂ORR活性的影响 .结果表明 。

脉冲微波辅助化学还原合成Pt/C催化剂及其电催化氧还原性能

采用脉冲微波辅助化学还原法制备了质子交换膜燃料电池(PEMFC)用Pt/C催化剂.通过透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等分析技术对催化剂的微观结构和形貌进行了表征,并利用循环伏安(CV)、线性扫描(LSV)和恒电位测量等方法评价了催化剂催化氧还原性能.在此基础上制备了膜电极(MEA)并组装成单电池,考察了制备的Pt/C催化剂作为阴极催化剂材料的电催化性能.结果表明,脉冲微波辅助化学还原法是一种制备PEMFC催化剂的有效方法,溶液pH值和微波功率对Pt颗粒直径和分散有重要影响.TEM和XRD结果显示,当溶液pH值为10且微波功率为2kW时,Pt纳米粒子较均匀地分散在碳载体上,粒径分布在1.3-2.4nm之间,平均粒径为1.8nm.CV、LSV和恒电位测试结果表明,该催化剂电化学比表面积(ESA)为55.6m2·g-1,具有良好的催化氧还原反应活性和稳定性.单电池测试结果表明,在溶液pH值为10条件下,微波功率为2kW时制备的催化剂作阴极催化剂时,单电池最高功率密度为2.26W·cm-2·mg-1,高于微波功率为1kW时的最高功率密度(2.15W·cm-2·mg-1)和Johnson Matthey催化剂的最高功率密度(1.89W·cm-2·mg-1).

用Pt/C催化剂通过浸渍-还原法制备疏水催化剂

选择XC-72R炭黑为载体,采用改进的浸渍-还原法制备了2-3 nm高分散度Pt/C催化剂。研究了还原温度、还原剂、pH和甲醛用量等工艺条件对Pt粒径大小及分散度的影响,采用透射电镜和X射线衍射等对催化剂进行表征。结果表明,提高溶液pH和反应温度、增加甲醛用量均有助于得到Pt粒子粒径较小的高分散度Pt/C催化剂,较佳的工艺条件为：用乙二醇与水为炭黑分散溶剂,反应温度80-90℃,pH≈11,甲醛用量80倍于PtCl62-物质的量,可以制备Pt粒子粒径在2 nm左右的高分散度Pt/C催化剂。

胶态Pt/C催化剂对甲醇的电催化氧化性能

研究了Pt金属载量为20%的碳载胶态Pt金属催化剂对甲醇的电催化氧化性能,并与E TEK公司同类型催化剂进行了比较。X衍射光谱(XRD)和透射电镜(TEM)研究显示在胶态Pt/C催化剂中,Pt粒子的平均粒径为3.8nm,并且具有良好的均一度。电化学研究显示:尽管胶态Pt/C催化剂拥有相对较小的电化学活性面积,但对甲醇的电催化氧化性能却明显优于E TEK公司的Pt/C催化剂,其原因应归结于利用有机溶胶法制得的胶态Pt/C催化剂拥有更合理的平均粒径。

Pt/C催化剂的高压微波法制备及氢同位素交换性能研究

以异丙醇为分散溶剂与还原剂,采用高压微波加热法制备了Pt/C催化剂,研究了不同实验条件对Pt尺寸的影响,利用XRD、TEM对催化剂进行了表征。再将Pt/C催化剂和聚四氟乙烯混合,负载至泡沫镍上得到疏水催化剂,研究其对氢-水液相催化交换反应的催化性能。结果表明:加入保护剂乙酸钠、羟基乙酸钠、柠檬酸氢二钠后,Pt/C催化剂的活性金属团聚现象减少,Pt平均尺寸明显减小(由4.4nm分别降低到2.3、2.5、2.3nm);升温速率对Pt尺寸影响较大,随着升温速率的提高,活性金属Pt的尺寸减小;而pH的变化对Pt粒子的尺寸影响较小。加入保护剂有利于氢-水交换反应的催化剂活性,Pt尺寸为2.3～4.4nm时,催化剂活性随Pt尺寸减小而提高。

固相反应制备Pt/C催化剂及其对甲醇的电催化氧化

运用固相反应方法制备得Pt质量分数为 2 0 %的Pt/C催化剂 ,并通过X射线衍射、透射电镜和电化学分析方法比较了制得的催化剂与E TEK公司Pt/C催化剂、传统液相反应方法制得的Pt/C催化剂间的性能差别 .结果表明 :运用固相反应方法和传统液相化学反应方法制得的Pt/C催化剂中 ,Pt粒子的平均粒径分别为 3 8nm和 8 5nm ;并且 ,利用固相反应方法制得的Pt/C催化剂拥有较高的电化学活性面积 ,其对甲醇的电催化氧化活性和稳定性与E TEK公司的Pt/C催化剂相当 ,远远优于传统的液相反应方法制得的Pt/C催化剂 .

还原温度对Pt/C催化剂性能的影响

为了研究制备温度对质子交换膜燃料电池(PEMFC)用Pt/C催化剂性能的影响,采用离子交换法在不同温度制备了Pt/C催化剂,并采用电化学工作站测试了不同温度样品的电催化活性,分别使用N2吸附、TEM、XRD测定了样品的孔隙、粒径和晶相结构。结果表明:当还原温度为800℃时,Pt/C催化剂具有较大的比表面积和较发达的孔隙结构,颗粒粒径较小,有利于O2还原的Pt(100)晶面含量较大,以样品为催化剂的PEMFC具有较高的功率输出,所以800℃是制备高催化活性的纳米Pt/C的合适温度。

不同载量Pt/C催化剂制备及其对甲醇氧化的电催化活性

用甲醇作溶剂,SnCl2作还原剂,采用改进的有机溶胶方法制备了用于直接甲醇燃料电池(DMFC)中甲醇氧化的炭载Pt(Pt/C)催化剂。制得的Pt/C催化剂中的Pt粒子具有高度的均一性和良好的分散度。通过控制溶剂的蒸发温度,能够获得Pt粒子平均粒径基本相同、Pt载质量分数为10%～60%的Pt/C催化剂,粒径为3.3～4.3nm。将获得的催化剂通过涂膜-热压法制备成DMFC膜电极,研究了Pt载量对甲醇电催化氧化性能的影响。结果表明,质量分数为40%的Pt/C催化剂对甲醇的电催化氧化显示出优异的电催化性能。

固相反应制备Pt/C催化剂

利用固相反应法制得具有较高催化活性的Pt/C催化剂,探讨了制备条件对催化剂性能的影响。结果显示:用水作浸渍介质、n(NaOH)/n(H2PtCl6)=6 4、固相还原剂为聚甲醛时,制得的Pt/C催化剂中Pt粒子的平均粒径为3 8nm。线性扫描伏安结果表明:在30℃、扫速为50mV/s时,制得的Pt/C催化剂在c(CH3OH)=0 5mol/L和c(H2SO4)=0 5mol/L混合溶液中,甲醇氧化的峰电流密度为11 3mA/cm2;而同样条件下,E TEK公司商品化的Pt/C催化剂为9 2mA/cm2。

直接甲醇燃料电池Pt/C催化剂对甲醇的电催化氧化研究

通过循环伏安法研究了Pt/C催化剂对甲醇的电催化氧化活性,详细地考察了甲醇浓度、温度、介质以及酸度等电化学体系因素对Pt/C催化剂活性的影响。结果表明,上述四个电化学体系因素对Pt/C催化剂活性存在着明显的影响。甲醇浓度和温度的增加可以显著降低工作电极内阻,增加电极反应速率,提高Pt/C催化剂活性。改善溶液介质和控制适宜的酸度有利于Pt/C催化剂活性的提高。在本实验条件下,其最佳的运行工艺参数为:溶液介质为二次去离子水,酸度为1.0 mol/L H2SO4。

固相反应法制备的Pt/C催化剂对乙醇氧化的电催化活性研究

直接甲醇燃料电池(DMFC)由于具有燃料来源丰富、价格低廉、易于携带储存等优点,近年来一直是世界上许多国家研究和开发的热点[1].但是甲醇具有一定的毒性,因此要想实现DMFC在诸如手机、笔记本电脑以及电动车等可移动电源领域的应用,必须探索寻找新的液体燃料以替代有毒性的甲醇.其中乙醇很易从农作物中大量生产,又无毒,因此很有可能用作为替代甲醇作DMFC的燃料.

用乙二胺四乙酸和Pt(NO3)2制备Pt/C催化剂及其形成机理

采用乙二胺四乙酸(EDTA)作添加剂,Pt(NO3)2作前驱体制备了Pt/C催化剂,通过多种方法进行测试,并对形成机理进行了探讨.结果表明,加入的EDTA不能与Pt2+配位形成络合物,而是通过静电作用与Pt2+结合,使生成的Pt粒子不易团聚,得到的Pt/C催化剂中Pt粒子分布均匀,平均粒径约为3 nm.所制得的Pt/C催化剂对甲醇氧化具有很好的电催化活性和稳定性.

Pt/C催化剂制备工艺对硅氢加成催化性能的影响

通过活性炭负载铂制备了一种硅氢加成反应用多相催化剂(Pt/C),考察了活性炭处理、还原pH值、催化剂铂负载量、反应时间对Pt/C催化苯乙烯与三乙氧基硅烷加成反应催化性能的影响。结果表明:用15%硝酸处理活性炭载体,pH值为8.5环境下还原的负载量为5%的Pt/C催化剂具有最好的催化效果,苯乙烯转换率为100%,β-加成产物选择性为94.9%。

电化学活化条件对Pt/C催化剂甲醇电氧化催化活性的影响

利用亚硫酸路线和亚锡酸法合成了两种Pt/C催化剂,并利用循环伏安技术,详细地研究了循环伏安高电位和活化方式对Pt/C催化剂的甲醇电氧化催化活性的影响.研究结果表明:在改变高电位的逐步循环伏安活化方式下,不同的Pt/C催化剂的活化存在有不同的最优循环伏安高电位;在最优高电位下,一次性活化方式对亚锡酸法Pt/C催化剂的活化最为有效.不同的活化条件产生不同的催化活性,主要原因在于不同的活化过程形成的最终的Pt的存在形式不一样,致使催化剂对水和阴离子具有不同的吸附能力和吸附速率.

含氧复合型Pt/C催化剂的制备、表征及其对甲醇电氧化催化性能的研究

利用亚锡酸对氯铂酸的弱的多步骤还原制备新型Pt/C催化剂.用XRD、HRTEM、EDS、DSC以及氢吸附电化学对所制备的催化剂进行了表征,并用循环伏安和恒电位极化对其进行了甲醇电氧化催化活性测定.实验结果表明,应用亚锡酸法合成的Pt/C催化剂具有很高的甲醇电氧化催化活性,在0.5V(SCE)电位下,其质量活性约为亚硫酸路线合成的Pt/C催化剂的2倍.亚锡酸法可在纳米尺度范围内生成金属Pt和Pt氧化物共存的复合型碳载催化剂,这种含氧复合型催化剂可以促进Pt在甲醇电氧化过程中双功能作用的有效协调.

高压微波制备Pt/C催化剂的工艺研究

利用高压微波消解仪密闭带压、升温速率可控的特点,选择XC-72碳黑为载体,乙二醇为碳黑分散溶剂和还原剂,研究反应温度、升温速率、水含量、Pt含量及表面活性剂等工艺条件对Pt粒子尺寸及其分散度的影响.研究结果表明,快速升温到190℃、控制反应体系中水含量和Pt含量等工艺条件,可以得到Pt粒子平均粒径小于3.1 nm的Pt/C催化剂,且Pt粒子分布均匀,无团聚.

Pt/C催化剂制备方法的选择

研究了以HCl酸洗、H_2O_2、浓H_2SO_4、HNO_3氧化处理后的活性炭为载体,用不同方法制备了Pt担载量为3%的担载型Pt/C催化剂。TEM统计结果表明,HCl酸洗、HNO_3氧化活性炭为载体,甲醛还原法制备的催化剂分散度最高,平均粒径最小为2．2nm。FT-IR结果表明,HNO_3氧化处理活性炭,活性炭表面含氧基团明显增加。

Pt/C催化剂催化邻氯硝基苯加氢制备2,2'-二氯氢化偶氮苯

以邻氯硝基苯为原料,在碱性环境中以Pt/C为催化剂,进行加氢还原生成2,2'-二氯氢化偶氮苯。考察溶剂、反应压力、反应温度及氢氧化钠浓度等对加氢反应的影响,确定了最佳的工艺条件,在氢氧化钠浓度20%、甲苯/氢氧化钠溶液作溶剂、反应温度80℃和反应压力0.8 MPa条件下,2,2'-二氯氢化偶氮苯收率超过88%。与传统硫化碱还原或铁粉还原工艺相比,催化加氢法在减少废水和降低成本等方面优势较大。

Pt/C催化剂中纳米Pt颗粒团聚效应的小角X射线散射

应用小角X射线散射(SAXS)技术,对乙二醇合成法、浸渍还原法和微波加热法制备的Pt/C催化剂粉体内纳米Pt颗粒的团聚效应进行了研究,得到了不同方法制备的Pt颗粒及其团聚体的特征尺寸、体积分布、表面积变化、团聚程度等信息,并利用透射电镜(TEM)对3种样品进行了测试。实验结果表明:微波加热法制备的催化剂中,Pt颗粒较好地分散于C载体上,且Pt颗粒具有尺度小、分布范围窄、总表面积大和团聚体较少等特征;常规浸渍和乙二醇还原两种方法制备的催化剂中Pt颗粒大小分布相似,但乙二醇还原法制备的催化剂总表面积和团聚体尺度更大,数量也更多。