非贵金属基催化剂用于催化降解有机污染物的研究进展

碳达峰、碳中和是一场极其广泛的绿色革命,可以推动经济社会高质量发展,对实现全球绿色转型具有重大意义。当前,随着环境问题的日益加剧,工业废水产生了大量有毒的有机化合物,将这些物质释放到水生环境中会对人类健康造成极大的威胁,因此,对有机污染物的合理处理变得尤为重要,制备具有高催化效率、高循环稳定性、低成本和绿色环保的非贵金属催化剂可以促进绿色可持续发展。阐述了非贵金属基催化剂的研究进展,包括最常用的单/双金属、单/双金属氧化物、层状双金属氢氧化物以及金属基复合催化剂,可以将有机污染物通过绿色环保的方法降解为无毒、无害的物质,符合可持续发展理念。对提高催化降解效果的关键影响因素进行了分析和总结,并对未来研发更加多样化的降解污染物的催化剂指出了方向。

碳基非贵金属电解水制氢催化剂合成策略的研究进展

与传统制氢技术相比,电催化水分解被认为是一种高效、环保、可持续的制氢方法,具有广阔的应用前景。碳基非贵金属材料具有价格低廉、制备条件温和以及良好的导电性等优势,成为潜在的电解水制氢催化剂。综述了近年来碳基非贵金属催化剂在电解水制氢领域的研究进展,总结了此类催化剂的制备方法,并讨论了碳基非贵金属催化剂在电解水制氢方面存在的挑战及发展前景。

CO_(2)热催化加氢合成甲醇催化剂的研究进展

CO_(2)作为原料制备甲醇是一种极具前景的碳减排技术,但其工业化仍面临许多挑战。CO_(2)具有很强的化学惰性,在反应过程需要利用活性金属使催化剂具备较强的活化CO_(2)的能力以及适宜的加氢性能。本文致力于介绍目前CO_(2)热催化转化为甲醇的反应机理,总结了CO_(2)热催化加氢制备甲醇的过渡金属基、贵金属基催化剂的研究进展,并对未来研究方向进行了展望。

碳基非贵金属氧还原电催化剂的活性位结构研究进展

以热解型Fe/N/C为代表的碳基非贵金属材料被认为是当前最具潜力替代铂的非贵金属氧还原催化剂,其综合性能的进一步突破,对于推动质子交换膜燃料电池商业化应用具有重要意义。对热解型Fe/N/C催化剂活性位结构的深入认识是实现催化剂高活性位密度和高稳定性理性设计的关键。本文总结了热解型Fe/N/C活性位的研究进展,重点介绍了非晶态铁氮配位活性中心、氮掺杂和碳缺陷三类活性位构型。由于热解型Fe/N/C是非均相的,结构非常复杂,导致在活性位认识上还存在诸多争议,本文总结阐述了活性位结构的不同观点。最后,我们展望了Fe/N/C催化剂活性位研究的未来方向。

氮掺杂碳包覆金属催化剂的制备及其在多相催化反应中的应用

由于高的比表面积、可调的孔隙结构以及易于修饰的表面化学性质,纳米碳材料作为催化剂和催化剂载体(碳基催化剂)被广泛地应用于多相催化领域.新型的金属和氮共修饰的碳材料(M-N-C)作为非均相催化剂在许多反应(如加氢/氢转移、加氢脱氧、氧化反应)中表现出了优异的催化性能.从结构上讲, M-N-C催化剂可以分为负载型催化剂(M/CN)、金属单原子分散型催化剂(M_(SAC)/CN)和包覆型催化剂(M@CN).本文围绕本课题组近些年取得的研究进展,重点介绍了M@CN催化剂的结构、性质、制备方法及其在催化反应(包括加氢、氢转移、氧化)中的应用,为从分子层面设计新型的非均相催化剂提供了思路借鉴,并对未来的研究方向和发展趋势进行了展望.

椰子壳衍生钕氮掺杂碳制备及其电催化氧还原反应性能研究

以海南椰子壳、三聚氰胺、氯化锌以及氯化钕为前驱体,通过热处理、掺杂等过程制备得到了一种氮掺杂碳基氧还原催化剂。电化学测试结果表明,该催化剂对ORR有很好的催化性能,特别是在碱性介质中,可以接近商业Pt/C催化剂;该催化剂具有非常好的稳定性、甲醇耐受性,及非常高的四电子过程选择性。催化剂制备过程中的氮前驱体三聚氰胺的用量对于催化剂的活性有着非常重要的影响,当催化剂中的三聚氰胺用量为2g时,得到的催化剂性能最优。