复合粘结剂对Fe-MOF衍生催化剂组装锌空电池稳定性影响研究

作为锌空电池阴极催化剂之一,新型Fe-MOF基催化剂相对于商业化的Pt/C+RuO_(2)催化剂来说,不仅价格低廉、比电容高,而且具有双功能催化活性,受到锌空电池研究人员的关注。为了提升Fe-MOF衍生催化剂锌空电池长期运行稳定性,本研究通过优化催化层粘结剂组成和制备工艺,制备组装FeMOF-5%PTN-H锌空电池,并与传统Nafion粘结剂组装电池进行性能比较,分析锌空电池长时间充放电循环电化学稳定性提升机制。研究表明,经过长时间充放电循环测试,5%PTN-H复合粘结剂可以有效抑制Fe-MOF催化层脱落,较好地保持了催化剂粒子原有的结构。充放电循环后,FeMOF-5%PTN-H所组装的电池峰功率密度衰减率为2.3%,仅为FeMOF-N组装电池衰减率(44%)的5.3%。由此可见,5%PTN-H复合粘结剂可以有效提升FeMOF衍生催化剂组装锌空电池长期运行稳定性。本研究从材料构效关系角度,分析了催化层粘结剂对电池稳定性的影响机制,为深入理解和优化改进锌空电池长期运行状态具有重要参考意义。

特定结构复合材料衍生催化剂在甲烷干重整中的研究进展

钙钛矿、尖晶石和水滑石这类特定结构复合材料组成灵活、结构可控、热稳定性较好,在催化应用中吸引了广泛的研究兴趣。甲烷干重整是一项可同时将CH4和CO_(2)转化为低H2/CO摩尔比合成气的极具应用前景技术,常规负载型催化剂在高温重整条件下易面临由积炭和活性组分烧结导致催化剂失活的难题,而由特定结构复合材料衍生的负载型催化剂因在催化活性和稳定性方面表现出一定的优越性而备受关注。本文先简述了甲烷干重整反应特征、面临的挑战以及反应机制研究现状,并阐述钙钛矿、尖晶石和水滑石这3种复合材料的结构特性,作为催化剂前体应用于该反应的优缺点、性能以及催化路径研究现状。文中指出:钙钛矿结构相对更稳定,但高煅烧温度易导致衍生催化剂表面积较低;水滑石衍生催化剂通常具有较高比表面积,且在特定情况下能恢复部分有序层状结构;水滑石与尖晶石对温度相对更敏感一些,存在的反尖晶石结构有利于提高衍生催化剂还原性。此外,还总结了这3种特定结构复合材料衍生催化剂的催化机制,明确CH4是在活性金属位点上活化,因催化剂和操作条件的影响,目前研究人员对于催化剂表面反应机制的细节暂时还没有达成明确共识。最后,本文对特定结构复合材料衍生催化剂在甲烷干重整中的应用提出了建议。

La促进水滑石衍生镍基催化剂的原位制备及其CO_(2)甲烷化性能

采用原位生长法制备水滑石衍生Ni-La/Al_(2)O_(3)催化剂,并用于CO_(2)甲烷化反应,以研究La掺杂量对所得催化剂形貌结构及催化性能的影响。利用电感耦合等离子体发射光谱、X射线衍射、氢气程序升温还原、低温氮气吸附-脱附、扫描电镜和透射电镜对催化剂的形貌结构进行分析。结果表明,适宜的La掺杂量能够提高活性金属Ni在载体中的分散性,减弱Ni与载体的相互作用,并且改善催化剂的孔隙结构,提高催化剂的比表面积。CO_(2)甲烷化性能表明,当Ni负载量(质量分数)为30%、La掺杂量(质量分数)为10%时,催化剂30Ni-10La/Al_(2)O_(3)具有较优的催化性能;350℃时其CO_(2)转化率及CH_(4)产率分别达到91.9%和91.5%,并且连续测试60 h后催化性能基本保持不变。

钯催化Heck反应制备长共轭生色二苯乙烯衍生物

采用Heck反应合成出6个带有不同推拉电子基团的二苯乙烯衍生物，产率68％～84％。研究了反应物分子结构对Heck偶联反应的影响，对实验条件进行了优化并探讨了其反应机理。结果表明，反应温度120℃，溶剂DMF和Et3N体积比为2：1时可以获得较高产率。同时我们还发现，不同的反应物结构对Heck反应产率的影响较大，随着反应物中双键的电子云密度的降低（对甲基苯乙烯〉苯乙烯〉4-乙烯吡啶），反应产率依次降低；芳卤的反应活性表现为：NO2-Ar-Br〉H—Ar—Br〉CH3-Ar—Br。