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。

Pt/Co-N-C电催化材料的制备及其碱性ORR性能

金属有机框架材料(MOFs)是一种制备过渡金属-氮-碳(M-N-C)氧还原电催化材料的有效前驱体,但在热解过程中结构坍塌等问题限制了其实际应用。本研究通过表面活性剂F-127包覆以及Zn掺杂对ZIF-67进行改性,并对改性后的Zn-ZIF-67@F-127在氩气气氛下进行热解,制得结构完整的Co-N-C载体。通过在Co-N-C载体表面进行Pt的负载,制备了Pt/Co-N-C复合氧还原反应(ORR)催化剂,并对其在碱性电解液中的ORR催化性能进行了探究。实验结果表明,F-127的加入提高了Zn-ZIF-67@F-127在热解过程中的形貌保持率,Pt/Co-N-C在O2饱和的0.1 mol·L^(-1)KOH中,催化剂的起始电位、半波电位、极限扩散电流密度分别为1.027 V、0.836 V和5.51 mA·cm^(-2),与商用20%Pt/C性能相近。Pt与Co-N-C的协同作用使得催化剂不仅对ORR的四电子路径显示出高选择性,更在计时电流测试中表现出接近于商用20%Pt/C的稳定性与较商用20%Pt/C更优的抗甲醇性能。

质子交换膜燃料电池Pt/C催化剂材料制备研究

质子交换膜燃料电池主要成本集中在贵金属Pt催化剂,而Pt/C催化剂是目前质子交换膜燃料电池的关键材料之一。为此,对机械化学法、乙醇机械化学法、乙醇浸渍搅拌法等工艺方法制备Pt/C催化剂进行研究,并对退火、铂金属用量等条件进行探索。结果表明:高温退火会降低Pt/C催化剂的催化性能,故退火温度要适当,不能超过900℃;3种方法制备Pt/C电催化性能进行对比,乙醇机械法和乙醇浸渍搅拌法性能相当,机械化学法优于前两者,并对其进行平行试验验证,重复性较好,测试性能稳定,具有可操作性;对其机械化学法Pt负载量(20%~40%)电催化性能对比发现,Pt负载量增加,电催化性能增加;对比扩大球磨和玛瑙研磨发现,扩大球磨的电催化性能好,说明该方法可实现扩大实施,对质子交换膜燃料电池工业化应用具有重要的指导意义。

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 。

固相反应制备的Pt/C催化剂对乙醇氧化的电催化活性

用固相反应法制备了Pt/C催化剂(Pt/C(s)),并研究了该催化剂对乙醇氧化的电催化活性。XRD和TEM测量表明,Pt/C(s)中Pt的平均粒径为3.8nm,结晶度为2.38,远小于用传统的液相还原方法制得的Pt/C催化剂(Pt/C(1))的平均粒径(8.5nm)和结晶度(5.56)。因此,Pt/C(s)对乙醇的电催化氧化性能远好于液相还原法制得的Pt/C(1)。

PEMFC催化剂的研究:自制Pt/C电催化剂的性质

研究了一种用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)的自制Pt/C电催化剂(标记为THYT-1)的物理化学和电化学性质.将THYT-1电催化剂与E-TEK公司的同类电催化剂的组成、形态及电催化性能进行了比较.单电池测试结果显示,THYT-1的电催化性能优于E-TEK电催化剂.CV测试结果表明CO在这两种电催化剂上的电氧化性能相近;TEM分析表明两种催化剂上Pt晶粒在炭载体上呈均匀分布,平均粒径均为2～3nm;XPS和XRD测试结果表明两种催化剂中Pt主要以金属态存在.这些数据表明THYT-1催化剂的物理化学性质与E-TEK公司的相类似.

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).

氢水液相交换反应用高分散度Pt/C/FN疏水催化剂制备及Pt粒径效应研究

以乙二醇代替常规的异丙醇为分散溶剂,H2PtCl6为前驱体溶剂,甲醛为还原剂,采用改进浸渍还原法制备Pt/C催化剂,用XRD,TEM和XPS对其进行表征.改进浸渍还原法容易制备高分散度Pt/C催化剂,催化剂Pt粒径大小可通过改变溶液pH值控制,pH值从1.6增加至11.3,铂纳米粒子的平均粒径由3.3nm减小到1.8nm.pH值11.3时催化剂中Pt(0),Pt(II)和Pt(IV)的含量分别为43.3%,30.8%和25.9%.选择不同Pt粒径大小的Pt/C催化剂与聚四氟乙烯(PTFE)一起负载于泡沫镍(FN),得到Pt/C/FN疏水催化剂,考查其对氢水液相交换反应的催化活性,Pt粒径越小,催化剂活性越高.

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。

PTFE含量对Pt/C/PTFE疏水催化剂氢水液相催化交换性能的影响

研究采用液相还原法制备10%Pt/C催化剂,再将其与PTFE一起负载于多孔金属载体,制备Pt/ C/PTFE疏水催化剂。用XRD表征Pt/C催化剂上Pt晶相结构和粒径大小,Pt粒子平均粒径为3.1nm;SEM表征PTFE与Pt/C催化剂的分散状态,二者基本混合均匀,局部地方有因未均匀分散而形成的PTFE膜。由于催化剂疏水性不够,PTFE与Pt/C质量比为0.5∶1时,Pt/C/PTFE催化剂活性较低,比例增至1∶1,催化剂活性明显增加,而继续增加PTFE比例,有更多的Pt活性位被包覆在PTFE中,同时催化剂内扩散效应增加,催化剂活性又逐渐降低。对多孔金属载体预处理,PTFE与Pt/C质量比为0.5∶1时,Pt/C/PTFE催化剂活性增加,而比例升为1∶1时,催化剂活性降低。

微乳液法制备PEMFC用Pt/C电催化剂

质子交换膜燃料电池(PEMFC)目前大多仍采用Pt/C作为电催化剂,对微乳液法制备Pt/C电催化剂的特点、反应方式、影响因素、研究实例及应用前景进行了综述。

柠檬酸盐稳定法制备直接甲醇燃料电池高活性Pt/C催化剂(英文)

采用不同还原剂和碳载体,通过柠檬酸盐稳定法制备直接甲醇燃料电池用担载量为60%的Pt/C催化剂,通过X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和循环伏安(CV)等手段对催化剂进行表征。结果表明:柠檬酸盐加入和还原剂优化可以很好地控制铂纳米颗粒的粒径,而碳载体的选择对催化剂的电催化活性有很大影响。在采用柠檬酸钠做稳定剂、甲醛做还原剂、BP2000碳粉做载体的条件下,制备的60%Pt/BP2000催化剂性能最佳,平均粒径约2nm,电化学活性面积为66.46m2/g。使用该材料作为阴极催化剂的直接甲醇燃料电池单电池最大功率密度可达到78.8mW/cm2。

MOCVD制备的Pt/C薄膜的结构与性能研究

以乙酰丙酮铂为前驱体,采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)法在石英及YSZ基体上制备Pt/C薄膜,研究了Pt/C薄膜的结构和电化学性能。沉积过程中通入一定量的氧气可以大幅降低Pt/C薄膜中的含C量,含C较高的Pt/C薄膜的XRD谱线低而宽,具有非晶态衍射特征。在500℃测量温度下,以Pt/C薄膜为电极的YSZ氧气浓差电池的电动势及电流输出高于传统的Pt电极。

催化剂制备方法及高温还原对Pt/C/FN疏水催化剂活性的影响

采用常规浸渍还原法、改进浸渍还原法和高压微波加热法分别制备20%Pt/C催化剂,用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂表征。三种方法制备的催化剂Pt粒径分别为2.9、2.0和1.9nm,标准差分别为0.8、0.7和0.5nm,高压微波加热法和改进浸渍还原法催化剂中Pt(0)含量分别为40.9%和43.3%。对高压微波加热法催化剂用H2/N2混合气300℃还原处理2h,或500℃处理1h,Pt粒径分别增至2.2和2.1nm,Pt(0)含量分别增至44.3%和49.7%。将Pt/C催化剂与聚四氟乙烯一起负载于泡沫镍(FN)载体,制备Pt/C/FN疏水催化剂,考察其对氢水液相交换反应的催化活性。影响疏水催化剂活性的因素包括Pt粒径大小及Pt(0)含量,降低Pt/C催化剂上Pt粒径大小,或提高Pt单质含量,均可提高疏水催化剂活性。

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。

基于Pt/C/FN疏水催化剂的常温氢氧复合反应

用高压微波加热法制备了w(Pt)=10%的Pt/C催化剂,得到Pt的粒径d=(2.1±0.7)nm,再将Pt/C催化剂与聚四氟乙烯(PTFE)一起负载于泡沫镍(FN),制备疏水催化剂Pt/C/FN。用Pt/C/FN催化常温氢氧复合反应,研究了温度和H2流速对H2转化率的影响。与商用亲水催化剂Pt/Al2O3相比,Pt/C/FN催化剂活性明显更高。潮湿及干燥条件下测试了Pt/C/FN疏水催化剂的活性,潮湿条件下其活性仅有少量下降。富氧条件下考察了CO对Pt/C/FN疏水催化剂活性的影响,CO对H转化率的影响较小。

PEMFC用Pt/C电催化剂的制备

详细介绍了PEMFC铂基电催化剂五种制备方法 (浸渍法、离子交换法、Bo¨nnemann法、插层化合物合成法及胶体法 )的原理、制备过程以及反应条件对催化剂中Pt颗粒粒径和催化性能的影响。指出浸渍法和离子交换法制备过程简单 ,工艺条件易于控制 ;而Bo¨nnemann法及插层化合物合成法反应条件较为苛刻 ,制备过程复杂 ,适合于小规模的实验室研究。

用于燃料电池Co@Pt/C核壳结构催化剂的制备及表征

采用两步化学还原法制备了Co@Pt/C电催化剂,并在还原气氛下对催化剂进行热处理.通过高分辨透射电镜(HR-TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂的微观结构和形貌进行表征.结果表明:形成的Co@Pt/C催化剂具有核壳结构,金属纳米颗粒均匀负载于碳上,其粒径分布范围较窄;热处理对催化剂的结构和形貌有较大影响.利用循环伏安(CV)法和线性伏安扫描(LSV)法表征催化剂的电化学活性、氧还原反应(ORR)动力学特性及耐久性.制备的Co@Pt/C催化剂在电解质溶液中表现出良好的电化学性能,核壳结构的形成有助于提高Pt的利用率.动力学性能测试表明催化剂的ORR反应以四电子路线进行.相比于合金催化剂,核壳结构催化剂的耐久性和稳定性有很大程度的改善.

四氯化碳加氢Pt/C催化剂活性下降原因浅析

在 FYX- 1型 1L高压反应釜上考察了 Pt/ C催化剂对四氯化碳加氢制氯仿反应性能的影响 ,结果表明 ,CCl4 的转化率和 CHCl3的选择性均达到 95%～ 97% ;但催化剂重复使用后 ,CCl4转化率明显下降 .通过液氮容量吸附和原子吸收光谱法分析 ,其活性下降的原因可能是反应产生的氯离子与 Pt/ C催化剂发生了某种化学和物理吸附 ,氯和 Pt形成了 Cl- Pt中间体 ,部份氯占据了Pt/ C催化剂的表面 。

质子交换膜燃料电池Pt/C阴极催化剂性能的强化研究评述

Pt/C是质子交换膜燃料电池普遍采用的电催化剂,但由于电池阴极氧还原的过电位较大,因此,必须进一步提高铂电催化剂的性能以降低燃料电池成本和改善电池电压输出性能,综述了提高Pt/C催化剂电催化性能的途径及其研究状况。