Pt-WO_(x)系催化剂上甘油氢解制1,3-丙二醇的研究进展

生物柴油的发展对实现碳减排、推进能源替补具有重要科学意义,将生物柴油副产粗甘油进行绿色处理及高值转化,有利于促进生物柴油产业链的延伸发展。甘油氢解制备1,3-丙二醇已成为目前粗甘油高值化利用的研究热点,设计开发高活性、高选择性的催化剂是该过程的关键。本文首先阐述了Pt-WO_(x)系催化剂上甘油氢解制备1,3-丙二醇的脱水加氢机理、直接氢解机理以及氧化还原机理,明确了Pt-WO_(x)系催化剂中Pt分散度、WO_(x)状态和Pt-WO_(x)界面接触等是影响催化性能的主要因素,并对其进行综述;进一步分析Pt分散度、WO_(x)状态和Pt-WO_(x)界面接触的影响机制。Pt分散度会影响H_(2)的活化及反应中间体的氢化;WO_(x)状态与催化剂Brönsted酸性位点密不可分,还可促进活性金属的分散;Pt-WO_(x)界面则影响催化剂氢溢流以及原位Brönsted酸的生成。最后,提出今后应从这三方面构筑新型Pt-WO_(x)系催化剂;探究各活性组分对甘油氢解反应的影响规律及组分间相互作用的本质特征,完善反应机理;考察加氢方式对甘油选择性氢解的影响机制,以促进甘油选择性氢解制1,3-丙二醇技术路线的规模化发展。

PtS_(2)的表面相工程:单晶PtS_(2)-非晶PtS_(x)-单晶Pt

本文利用原子级扫描透射电子显微术(scanning transmission electron microscopy,STEM)研究了PtS_(2)在连续Ar等离子体作用下其表面S原子不断缺失并导致相转变的过程。实验发现随着S原子占比的减小,层状1T相PtS_(2)以逐层非晶化的方式转变为无定形非晶相PtS_(x)(x<2),并且基于径向分布函数(radial distribution function,RDF)分析定量提取了最邻近Pt-Pt、Pt-S、S-S原子对的分布概率。随着S原子占比的继续减小,表面非晶相PtSx最终转变为单晶Pt,结合电子能量损失谱(electron energy loss spectroscopy,EELS)与STEM原子序数衬度图像分析表明,Pt原子以(111)面心立方密堆的方式堆垛,形成少层甚至单层Pt晶畴。

电化学置换反应制备Nb_(2)CT_(x)负载低Pt催化剂及其在酸性和中性介质中析氢性能研究

降低催化剂中贵金属Pt含量是构建高性能析氢反应(Hydrogen evolution reaction,HER)电催化剂的关键。通过电化学沉积法将Cu纳米修饰到二维Nb_(2)CT_(x)表面,然后利用电化学置换反应制备得到二维Nb_(2)CT_(x)负载Pt纳米颗粒(PtNP/Nb_(2)CT_(x))催化剂。采用SEM、XRD和XPS等手段对所得催化剂的形貌、结构及组成进行表征,并研究了PtNP/Nb_(2)CT_(x)催化剂在酸性和中性介质中的电催化HER性能。结果表明,在10 m A·cm^(-2)电流密度下,PtNP/Nb_(2)CT_(x)催化剂在0.5 mol·L^(-1)H2SO4和1.0 mol·L^(-1)PBS电解液中的过电压分别为38 m V和146 m V,Tafel斜率分别为42和64 m V·dec^(-1);在0.5 mol·L^(-1)H2SO4中,过电压为50 m V下,催化剂的质量活性和转换频率值分别为36.5 A·mgPt^(-1)和11.5 s^(-1);在1.0 mol·L^(-1)PBS中,过电压为100 m V下,催化剂质量活性和转换频率分别为4.1 A·mgPt^(-1)和4.2 s^(-1),PtNP/Nb_(2)CT_(x)催化剂表现出优异的HER活性。最后在电流密度为10 m A·cm^(-2)下,0.5 mol·L^(-1)H2SO4和1.0 mol·L^(-1)PBS电解液中通过计时电流法进行5 h的稳定性测试,该催化剂均表现出良好的稳定性。该催化剂的成功合成为制备低Pt含量高性能电催化析氢材料提供了新的思路和研究方法。

Pt-Ni@MCM-41催化剂的制备及其甲烷部分氧化反应性能研究

采用水热-共沉淀法原位合成了一系列不同Ni含量掺杂的分子筛封装Pt-x Ni@MCM-41催化剂,并用于甲烷(CH4)部分氧化制合成气反应。结果表明,相比Pt@MCM-41催化剂,Ni掺杂显著提高了催化剂的活性和稳定性。催化剂的XRD和UV-Vis结果表明Ni进入了分子筛骨架,H2-TPR分析进一步证明Ni的引入使催化剂形成了较强的金属-载体作用力,FT-IR表征结果说明Ni掺杂提高了催化剂表面羟基浓度,使得Pt-x Ni@MCM-41表现出优异的催化性能,其中Pt-2%Ni@MCM-41表现出最高的催化活性,CH4转化率可达94%。

甲醇在铂修饰的氧化钛电极上电催化氧化行为的研究

运用电化学方法评价了电化学阴极还原 -阳极氧化两步法制得的以钛为基体的铂修饰的钛氧化物 ( Pt-Ti Ox/Ti)电极对甲醇电催化氧化的性能 ,结果表明 ,制得的修饰电极对甲醇氧化呈现了很高的电催化活性和好的稳定性 .通过 X光电子能谱 ( XPS)、扫描隧道显微镜 ( STM)和现场傅立叶变换红外 ( FTIR)反射光谱等技术 ,发现修饰电极对甲醇氧化具有高的电催化性能 ,可归属于纳米级 Pt粒子在 Ti Ox中的高度分散及由于 Pt和 Ti Ox的相互作用 ,使电极表面对甲醇氧化中间产物

铂、钌共修饰的氧化钛电极对甲醇的电催化氧化

首次发现用电化学阴极还原 -阳极氧化法制得的 Pt-Ti Ox/Ti和 Pt-Ru-Ti Ox/Ti电极对甲醇氧化呈现出较高的电催化活性和稳定性 ,其中 Pt-Ru-Ti Ox/Ti电极比 Pt-Ti Ox/Ti电极具有更好的性能 .实验结果表明 ,这两种电极对甲醇氧化具有高电催化活性是由于 Pt、Ru得到了较好的分散 ,较好的稳定性可归结于Pt、Ru与 Ti Ox 协同作用导致弱的 CO吸附而使电极不易中毒 .

磁控溅射Pt薄膜织构的X射线衍射分析

本文利用X射线衍射技术表征了磁控溅射Pt薄膜的纤维织构.并给出了一种表征薄膜纤维织构的一般性方法.研究结果表明,利用X射线衍射的特殊扫描方式可以实现薄膜纤维织构的定量和定性表征.对于制备态Pt薄膜而言,织构漫散;400℃退火后,薄膜{111}型纤维织构变强,表明Pt薄膜的强{111}织构系退火时薄膜的再结晶所致.

纳米催化剂Pt/C的X射线衍射线形分析

X射线衍射线形与晶体材料的微观结构密切相关.在晶粒尺寸衍射线形和微应变衍射线形可由Voigt函数近似描述的前提下,本文较详细地论述了由X射线衍射线形分析获取晶粒尺寸和位错等微观结构信息的方法.采用这种方法,对乙二醇还原法制备的Pt/C催化剂进行了X射线衍射线形分析.样品晶粒尺寸分布的对数正态均值为0.95 nm,对数正态方差为0.37.X射线衍射线形分析所得晶粒尺寸分布与透射电镜的测试结果符合较好.对样品的衍射线形积分宽度进行细致的比较,发现存在各向异性展宽现象.如果衍射线的各向异性展宽主要是由伯格斯矢量为1/2〈110〉的位错引起,可进一步计算位错密度值.结果表明,位错组态无论是螺型位错还是刃型位错,位错密度值的量级均约为1015/m2.

电结晶制〔Co/Pt〕_n(n≥50)超晶格的研究

用电结晶法制取了〔Ｃｏ（２．５ｎｍ）／Ｐｔ（２．５ｎｍ）〕ｎ（ｎ＝５０）超晶格．通过控制过电位以控制多层膜的生长．应用了具有高空间实分解能的反射电子显微镜法（ＲＥＭ）直接观察Ｐｔ（Ⅲ）面上的原子台阶以及在Ｐｔ（Ⅲ）上的Ｃｏ的生长方式，发现在高过电位Ｅ＝－１．１５Ｖ（ｖｓ．Ｈｇ／Ｈｇ２ＳＯ４）下Ｃｏ以三维生长方式成膜．用小角度Ｘ射线衍射法证实在Ｐｔ（Ⅲ）面上确实形成了人工超晶格，其周期ｄ＝５ｎｍ．

Cu对Pt/Cu-Mg-Al-O催化剂上NO_x储存性能的影响

固定二价与三价阳离子摩尔比为3∶1,采用共沉淀法合成系列Cu-Mg-Al水滑石,经500℃焙烧制成复合氧化物Cu-Mg-Al-O(wCuO(%)分别为0、5、10、20,简称w-CMAO,w=0、5、10、20).通过浸渍法制备Pt/Cu-Mg-Al-O负载型复合氧化物催化剂.XRD结果表明Cu在催化剂及其前驱体中高度分散.采用等温NOx储存实验研究催化剂对NOx的储存性能,NOx-TPD法考察储存的NOx脱附情况.实验结果表明,尽管Cu取代减少了催化剂中MgO含量,但增强了催化剂的NO氧化活性,有效提高了催化剂的NOx储存性能.同时TPD结果进一步表明当CuO掺杂量在w=(10～20)%时,可以明显降低催化剂上生成的硝酸盐的分解温度.

(1-x)PMN-xPT陶瓷电致应变及其温度稳定性的研究

采用NaCl KCl熔盐法制备了纯钙钛矿相结构的 ( 1 -x)PMN xPT陶瓷 ,研究了他们的电致应变及其温度稳定性 .结果表明 ,随着PT含量的增加 ,PMN基陶瓷的最大电致应变逐渐增大 ,且具有较大的电致应变 ,最大应变达 0 .1 %以上 ,但( 1 -x)PMN xPT陶瓷的电致应变温度稳定性很差 ,其最大TSmax比Tm 约低 2 0℃ .

Co/Pt多层膜X射线小角衍射分析

对Ｃｏ／Ｐｔ多层膜进行Ｘ射线小角衍射分析，测量出多层膜的周期厚度，解释多层膜小角衍射主峰之间出现次峰的现象，并确立了次峰个数与膜周期数之间的关系。

应用于PTS装置的多通道X射线二极管阵列谱仪

介绍了用于PTS(初级实验平台)装置上Z箍缩内爆物理实验诊断的多通道X射线二极管(XRD)阵列谱仪原理、性能及主要参数,给出了根据实验结果回推光源辐射能谱的解谱算法。在PTS装置上开展的首轮物理实验中,使用多通道XRD阵列谱仪对Z箍缩产生的等离子体源辐射的软X射线能谱、功率、能量进行测量,给出了测量结果及分析,并与其他参试设备测量结果进行了比较。

x-射线荧光光谱法测定重整催化剂中铂、铕、铈

使用X 射线荧光光谱仪 ,采用人工合成标样 ,粉末直接压片和经验系数校正基体效应的方法 ,建立了重整催化剂中铂、铕、铈含量的测定方法。测定铂、铕、铈的相对标准偏差依次为 :0 .5 9%、0 .72 %、0 .75 %。

微乳法制备燃料电池铂黑催化剂

采用微乳法在正庚烷/Triton X-100/正己醇/水体系合成了一系列Pt黑催化剂,首先通过绘制体系的部分拟三元相图确定微乳单相区及合适的表面活性剂与助表面活性剂体积比,进一步考察了表面活性剂浓度对制备铂黑催化剂粒径及催化性能的影响,同时还讨论了分离、洗涤和干燥等操作过程对颗粒分散性的影响。利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安法(CV)、动电位线性扫描(LSV)等手段对催化剂进行表征,结果表明该微乳体系下制得的催化剂平均粒径可控制在2～4nm,采用无水乙醇取代水来改善干燥环境能够成功解决铂黑的团聚问题,得到的铂黑颗粒分散性能好,电化学活性与商业品相当。

Fe掺杂对Pt-Sn-K/γ-Al_2O_3异丁烷脱氢催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备不同Fe含量的Fe(x)-γ-Al_2O_3复合氧化物载体,并采用真空浸渍法制备了Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂。对制备的催化剂进行XRD、N_2物理吸附-脱附和NH_3-TPD表征,研究Fe的掺杂对Pt-Sn-K/Fe(x)-γ-Al_2O_3催化剂的结构及其催化异丁烷脱氢反应性能的影响。结果表明,Fe的引入可以改变催化剂的反应活性和产物选择性,当Fe_2O_3掺杂质量分数为4%时,催化剂具有最高的异丁烯收率,50 h的平均收率达到42.9%。

聚龙一号丝阵负载Z箍缩硬X射线能谱测量

为获取聚龙一号实验装置负载放电产生硬X射线的能谱分布,设计了一套7通道硬X射线能谱仪。介绍了这套多通道硬X射线能谱仪的测谱原理、主要参数及根据测量结果回推光源辐射能谱的解谱算法。在聚龙一号装置丝阵负载物理实验中对测量系统进行考核,获得了信噪比较高的测量波形。利用最大熵方法进行解谱,获得了丝阵负载产生的硬X射线能谱分布,辐射能段主要集中在200~500 ke V附近,且1 MeV以上光子份额较低。

Pt/Al_2O_3催化剂用于丙烯选择性还原NO

分别采用浸渍法 ( IM)和溶胶 -凝胶法 ( SG)制备了一系列不同铂负载量的催化剂 ,在固定床反应器上用 C3H6 作还原剂 ,测试了选择性还原 NOx 的活性 ,结果发现 ,在 IM法和 SG法制备的催化剂中 ,活性组分铂最佳负载质量分数分别为 0 .5%和 2 % .针对两种催化剂 ,分别考察了氧浓度、丙烯浓度及反应气流量对选择性催化还原 NOx 性能的影响 ,催化活性随丙烯浓度的增大而上升 . 2 % Pt/ Al2 O3( SG)催化剂的抗 SO2性能好于 0 .5% Pt/ A l2 O3( IM)催化剂 ,H2 O的存在可明显拓宽活性温度范围 ,并向高温区间移动 ,在 2 0 0～4 0 0℃范围内可有效净化 NOx.

陶瓷单晶 ( 1 0 0 )基底上外延生长Pt薄膜(英文)

用对靶溅射技术在MgAl2 O4(10 0 ) (MAO)和SrTiO3 (10 0 ) (STO)单晶基底上制备Pt薄膜。基底温度为 70 0℃时 ,Pt薄膜外延生长为 (2 0 0 )取向 ,Pt/STO薄膜的电阻率很低 ,而Pt/MAO薄膜表现出高电阻特征。此外 ,Pt(5 0nm) /La0 .67Ca0 .3 3 MnO3 (5 0nm) /STO的制备和研究表明 ,在包括庞磁电阻材料的器件设计中 ,Pt是一种较好的电极材料。

含贵金属的BaZrO_3储存NO_x催化剂结构及性能研究

用溶胶 凝胶法制备了钙钛矿型BaZrO3催化剂 ,再用等量浸渍法制备了Rh/BaZrO3样品 ,并制备了Rh/BaZrO3/γ Al2 O3和Pt/BaZrO3/γ Al2 O3催化剂 .对它们的NOx 储存量 (NSC)及其抗硫性能进行了测试 ,并用X射线衍射 (XRD)、X光电子能谱 (XPS)和傅里叶变换红外光谱 (FT IR)等方法研究了它们的结构及其对性能的影响 .结果表明 ,BaZrO3催化剂具有良好的储氮及抗硫性能 ,直接添加贵金属到BaZrO3中会使NSC降低 ,而混合γ Al2 O3后添加Pt或Rh可以大大提高NSC ,上述两种方式引入贵金属都能改善催化剂的抗硫性能 .