一种新型的钛基纳米多孔网状铂电极对甲醇氧化反应的电催化活性

合集下载

《2024年贵金属负载TiO2催化剂用于光催化部分氧化乙醇及乙醇-甲醇性能研究》范文

《2024年贵金属负载TiO2催化剂用于光催化部分氧化乙醇及乙醇-甲醇性能研究》范文

《贵金属负载TiO2催化剂用于光催化部分氧化乙醇及乙醇-甲醇性能研究》篇一贵金属负载TiO2催化剂用于光催化部分氧化乙醇及乙醇-甲醇性能研究一、引言近年来,随着环保意识的增强和能源需求的增长,光催化技术成为了研究的热点。

在众多光催化反应中,利用光催化剂对乙醇、甲醇等醇类物质进行部分氧化成为了科研工作者的重点研究方向。

本篇论文旨在探讨贵金属负载TiO2催化剂在光催化部分氧化乙醇及乙醇/甲醇混合物中的应用,以及其性能的深入研究。

二、贵金属负载TiO2催化剂的制备与性质本部分首先对贵金属负载TiO2催化剂的制备方法进行了详细的阐述。

通常采用溶胶-凝胶法、浸渍法等制备工艺,将贵金属如铂(Pt)、银(Ag)等负载于TiO2表面。

这种催化剂具有较高的光催化活性,能够有效地吸收和利用光能,促进光催化反应的进行。

三、光催化部分氧化乙醇的实验研究本部分详细描述了利用贵金属负载TiO2催化剂进行光催化部分氧化乙醇的实验过程。

实验中,通过调整光照强度、催化剂用量、反应温度等参数,探究了不同条件下光催化氧化乙醇的反应性能。

实验结果表明,贵金属负载的TiO2催化剂具有较好的光催化活性,能够有效地将乙醇部分氧化为乙醛等有价值化合物。

四、乙醇/甲醇混合物的光催化性能研究本部分主要研究了贵金属负载TiO2催化剂在光催化氧化乙醇/甲醇混合物中的应用。

实验中,通过改变混合物中乙醇和甲醇的比例,探究了催化剂对不同醇类物质的氧化性能。

实验结果表明,该催化剂对乙醇和甲醇均具有较好的光催化氧化性能,能够同时进行部分氧化反应。

此外,催化剂对不同醇类的选择性氧化也表现出了一定的优势。

五、性能分析与讨论本部分对实验结果进行了详细的分析与讨论。

通过对比不同催化剂、不同反应条件下的光催化性能,揭示了贵金属负载TiO2催化剂在光催化部分氧化乙醇及乙醇/甲醇混合物中的优势。

同时,还对催化剂的稳定性、可重复使用性等方面进行了探讨。

结果表明,贵金属负载的TiO2催化剂具有较高的光催化活性、选择性和稳定性,可广泛应用于醇类的部分氧化反应。

直接甲醇燃料电池催化剂性能测试

直接甲醇燃料电池催化剂性能测试

直接甲醇燃料电池催化剂性能测试直接甲醇燃料电池催化剂主要以Pt 系催化剂为主,再加以单壁碳纳米管为催化剂载体,催化剂有效分散,催化性能提高。

循环伏安法曲线正向扫描的峰电流密度可直接反映甲醇的氧化量及催化剂的电催化活性。

本实验主要针对直接甲醇燃料电池催化剂材料对甲醇氧化的的循环伏安曲线进行测试,了解直接甲醇燃料电池的工作原理及工作特性。

一、实验目的和要求:1.掌握用循环伏安法测定直接甲醇燃料电池催化性能的方法。

2.了解直接甲醇燃料电池的工作原理。

3.了解CHI 电化学工作站的设定方法。

二、测定原理:在电极上施加一个线性扫描电压,以恒定的变化速度扫描,当达到某设定的终止电位时,再反向回归至某一设定的起始电位,循环伏安法电位与时间的关系(见图a )。

若电极反应为O +e ⇔R ,反应前溶液中只含有反应粒子O ,且O 、R 在溶液均可溶,控制扫描起始电势从比体系标准平衡电势正得多的起始电势ϕi 处开始势作正向电扫描,电流响应曲线则如图b 所示。

当电极电势逐渐负移到ϕ平0附近时,O 开始在电极上还原,并有法拉第电流通过。

由于电势越来越负,电极表面反应物O 的浓度逐渐下降,因此向电极表面的流量和电流就增加。

当O 的表面浓度下降到近于零,电流也增加到最大值Ipc ,然后电流逐渐下降。

当电势达到ϕr 后,又改为反向扫描。

随着电极电势逐渐变正,电极附近可氧化的R 粒子的浓度较大,在电势接近并通过ϕ平0时,表面上的电化学平衡应当向着越来越有利于生成R的方向发展。

于是R开始被氧化,并且电流增大到峰值氧化电流Ipa,随后又由于R的显著消耗而引起电流衰降。

整个曲线称为“循环伏安曲线”。

三、仪器药品:电化学工作站一台玻碳工作电极一根Ag/AgCl参比电极一根铂丝电极一根高纯氮气Nafion 117溶液浓硫酸甲醇乙醇四、实验步骤:1. 取制备好的催化剂材料3.8mg分散到1mL乙醇中超声30min。

2. 取催化剂材料的乙醇分散液30μL滴涂到玻碳工作电极表面,静置15min干燥后,再其表面滴涂Nafion117溶液10μL,静置15min干燥,待用。

两种纳米铂电极电催化氧化甲醇的性能比较

两种纳米铂电极电催化氧化甲醇的性能比较
1 0月






J O URNAL O F XI NYU UN I VER S I T Y
Vo 1 . 1 8. NO. 5 Oc t . 2 01 3
两种纳米铂电 极电 催化氧化甲 醇的 性能比 较
● 罗永平, 廖卫兵 , 徐顺建 , 钟炜 , 肖宗湖, 李水根 , 李泽斌
等优点而越 来 越受 到人 们 的广 泛关 注 I 3 J 。在 D M F C发展 导电玻璃上 , 6 0 ℃恒温 处理 1 5 ai r n , 重复上 面步骤 2次 , 再利用 中, 阳极催 化剂 的制备和性 能是一个处 于极其 重要 位置 的研 程序升温法 , 经6 0 m i n升温 至 4 0 0  ̄ C, 恒温 1 5 m i n o热 解法制
2实 验
2 . 1试 剂 与 药 品
2 . 4电 化 学 性 能 测试
电催化氧化 甲醇性 能测 试在 科斯 特 电化 学 工作 站上 进 行 。测试条件 : 1 m o l / L C H O H +0 . 5 m o l / L H 2 S O 4 溶液, 扫
( 1 ) 热解 法( T h e r m a l d e c o mp o s i t i o n , T D )
直接甲醇燃料 电池 ( D M F C) , 作 为 一种清 洁高 效而 且性 如 下 : 能稳定的电源技术 , 由于具有结构简单 、 运行温度和压力要求 低、 能量转 化率 高 、 对环境 无污染 、 可作 为常规 能源 的替代 品 把7 m mo l / L H : P t C 1 异丙 醇溶 液均 匀滴 覆在 洁净 的 F r r 0
法 ” 等 。本文利用 热解 法和 电化学 沉 积法 两种 方法制 备 E V O MA 1 0型扫描电镜 ( S E M) 和 x射线 衍射 仪 ( X R D) 进行

纳米多孔PtNiMo合金的制备及其对甲醇电催化氧化性能的研究

纳米多孔PtNiMo合金的制备及其对甲醇电催化氧化性能的研究

纳米多孔PtNiMo合金的制备及其对甲醇电催化氧化性能的研究∗周魁元;李强;刘旭燕;潘登【摘要】NP-PtNiMo catalysts were fabricated by dealloying method in present study.The surface morpholo-gy,composition,phase constitutions,and electrocatalytic properties were characterized by scanning electron microscopy (SEM),energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX),X-ray diffraction (XRD),and electrochemi-calmeasurements,respectively.The electrocatalytic activity of the NP-PtNiMo for methanol electrooxidaion was evaluated characterized by the cyclic voltrametry and chronoamperometry at room pared to commercial Pt/C,NP-PtNiMo electrocatalysts exhibit better electrocatalytic performance,better electrocata-lytic stability,and more tolerant to CO poisoning.%利用脱合金的方法制备了纳米多孔铂镍钼(NP-PtNiMo)合金纳米催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)和电化学测试的方法对 NP-PtNiMo 合金纳米催化剂的表面形貌、成分、物相和电催化性能进行了表征。

Pd—TiO2/C催化剂对甲酸的电催化氧化

Pd—TiO2/C催化剂对甲酸的电催化氧化
对 甲酸的电催化 性能 【 。 5 I 引
1 实 验 部分
11 仪 器 和试 剂 .
K 20 D Q 20 B型 数 控 超 声 波 清 洗 器 ( 山 市 超 昆 声 仪 器 有 限 公 司 )WP0 2 ) 兰 仕 微 波 炉 ; ; 7 0(1 格 C 一5 HI60型 电化学 分析 仪 ( 海 辰光 仪 器公 司 )常 上 ;

近 年来 , 接 甲酸 燃 料 电 池 ( F C ) 到 了 直 D AF s得 广泛 的认 可【2 11 甲醇相 比甲酸具 有很 多 优点 , ,。与 例
电催化 性能 的影 响 。
如: 甲酸无毒 , 不易燃 , 易于存储和运输 , 其理论 的 开路 电位可 达 到 1 5 并 且 对 P 基 电催 化剂 的毒 。 . V, 4 t





C e i l nier hmc E g e a n
文章编号 :0 2 12 ( 00)4 00 — 3 10 — 4 2 1 0 —0 4 0 1
21 年第 4 00 期
C催化 剂 对 甲酸的电催化氧化 ●
张璃珩 孙 广超 耿 绍 文 谷 庆 阳 , 伟锋 高 颖 , , , , 许 , 邬 冰
r me o . h aa s a eb e h rc r e yc ci v h m t C , n a s e p v h m t ( S )a d h t d T ec t yt h v e n c aa t i d b y l o a me y( V)l e r w e o a me y V n l s ez c r i L
h to d C c t s f r y e gsi e e t O2 T i lo at u e o t a g re e to h mi a e i c ta fP / aa y t o e s n r it f c f i . hs i a s t b td t el r e l cr c e c l p cf l t h c oT s i r h s i

CO2制备甲醇催化剂研究进展

CO2制备甲醇催化剂研究进展

2015年9月第23卷第9期 工业催化INDUSTRIALCATALYSIS Sept.2015Vol.23 No.9综述与展望收稿日期:2015-03-02 作者简介:韩 睿,1988年生,女,山东省梁山县人,硕士,工程师,从事甲醇催化剂研发及下游产品开发工作。

通讯联系人:韩 睿。

CO2制备甲醇催化剂研究进展韩 睿 ,唐家鹏,何平笙,郭新宇(江苏煤化工程研究设计院有限公司,江苏昆山215337)摘 要:通过将CO2有效转化为甲醇,真正实现“跨越油气时代”进入“甲醇时代”。

通常CO2加氢合成甲醇所用催化剂主要是铜基催化剂,添加其他金属元素或助剂以提高铜基催化剂催化性能。

介绍CO2制备甲醇催化剂早期的研究,综述近年来有关CO2制备甲醇催化剂研究进展,新研发的镍-镓结构催化剂可在低压(常压)下将CO2转化为甲醇,比传统的铜-锌-铝催化剂更有效,更多产甲醇。

介绍CO2与水反应合成甲醇反应所用催化剂以及光催化还原CO2生成甲醇的新思路和新途径。

关键词:有机化学工程;二氧化碳;甲醇;铜基催化剂doi:10.3969/j.issn.1008 1143.2015.09.004中图分类号:TQ426.94;TQ223.12+1 文献标识码:A 文章编号:1008 1143(2015)09 0677 05RecentadvancesinthecatalystsforpreparationofmethanolfromCO2HanRui,TangJiapeng,HePingsheg,GuoXinyu(JiangsuCoalChemicalEngineeringResearchandDesignInstituteCo.,Ltd.,Kunshan215337,Jiangsu,China)Abstract:‘Beyondoilandgas:methanoleconomic’couldbetrulyrealizedthrougheffectiveconversionofCO2tomethanol.IngeneralCu basedcatalystsareusedforsynthesisofmethanolbyCO2hydrogenation,andtheircatalyticperformancesareincreasedbyaddingothermetalsandadditives.TheresearchadvancesinthecatalystsforsynthesisofmethanolfromCO2hydrogenationwerereviewed.ComparedwithtraditionalCu Zn Alcatalysts,thenewnickel galliumcatalystcouldconvertedCO2intomethanolunderlowpressure/constantpressureandpossessedmoreeffectivecatalyticperformanceandhighermethanoloutput.ThesynthesisofmethanolthroughthereactionofCO2withwaterandthecatalystusedinthereactionwereintroduced.Inaddition,thenewideasandwaysforphotocatalyticreductionofCO2tomethanolwereputforward.Keywords:organicchemicalengineering;carbondioxide;methanol;Cu basedcatalystdoi:10.3969/j.issn.1008 1143.2015.09.004CLCnumber:TQ426.94;TQ223.12+1 Documentcode:A ArticleID:1008 1143(2015)09 0677 05 从减少大气污染和充分利用自然资源的角度出发,变CO2为宝,有效固定CO2,减少温室气体对环境的影响,并生产循环可再生能源均具有重要意义,是关系资源、能源和环境的重大课题。

甲醇氧化成甲酸的电极电势

甲醇氧化成甲酸的电极电势

甲醇氧化成甲酸的电极电势甲醇氧化成甲酸是一种广泛应用于化工领域的重要反应,其催化过程对于提高工业生产效率具有重要意义。

而电极电势则是评价催化剂活性和选择性的重要指标之一。

本文将通过对甲醇氧化成甲酸的电极电势进行研究分析,探讨不同条件下电极电势的变化规律,为进一步优化甲醇氧化反应提供理论依据。

首先,我们需要明确甲醇氧化成甲酸的反应机理。

甲醇在催化剂的作用下发生氧化反应,生成甲酸。

在这一过程中,电极扮演着重要的角色,促进了反应的进行并影响了产物的选择性。

电极电势即是在电化学过程中电极表面的电势差,它反映了催化剂与底物之间的电子传递过程。

因此,研究甲醇氧化成甲酸的电极电势,有助于深入了解反应机理和催化剂性能。

其次,不同催化剂对于甲醇氧化反应的电极电势具有不同的影响。

一些贵金属催化剂如铂、钯具有较高的催化活性,可以有效提高反应速率和选择性,从而降低电极电势。

而一些非贵金属催化剂如碳基材料以及过渡金属化合物,则可能表现出相对较高的电极电势。

因此,选择合适的催化剂对于调控甲醇氧化反应的电极电势至关重要。

另外,反应条件也会对甲醇氧化成甲酸的电极电势产生显著影响。

温度、压力、PH值等因素都会影响反应过程中的电子传递速率和质子传递速率,从而影响电极电势的大小。

在实际工业生产中,通过合理调节反应条件可以有效地控制电极电势,提高甲醇氧化反应的效率和产率。

此外,表面修饰也是影响甲醇氧化反应电极电势的重要因素。

通过在催化剂表面引入功能基团或合金化等手段,可以改变催化剂的表面电子结构和活性位点密度,进而影响反应过程中的电极电势。

因此,在设计新型催化剂时,应考虑其表面修饰对电极电势的影响,以实现更高效的甲醇氧化反应。

综上所述,甲醇氧化成甲酸的电极电势是反应过程中的重要参数,其大小受到催化剂、反应条件和表面修饰等因素的影响。

通过深入研究电极电势的变化规律,可以为优化甲醇氧化反应提供重要的理论指导,实现催化效率的最大化。

未来的研究方向将集中在新型催化剂的设计与合成,以及反应条件的优化,从而实现甲醇氧化反应的高效转化和产物选择性的提高。

PtBi_气凝胶用于高效甲醇乙醇氧化电催化剂

PtBi_气凝胶用于高效甲醇乙醇氧化电催化剂

第53卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.53,No. 3 2024年3月 Liaoning Chemical Industry March,2024PtBi气凝胶用于高效甲醇乙醇氧化电催化剂薛 耿(温州大学 化学与材料工程学院,浙江 温州 325027)摘 要:高成本、低活性、低导电性电催化剂阻碍了直接醇类燃料电池的发展。

金属气凝胶兼具气凝胶的高度多孔、大比表面积和金属的高导电、高催化活性于一身,在电催化领域展现出巨大的前景,极具研究价值。

通过引入非贵金属Bi,发展了一类低成本、高活性的醇氧化合金气凝胶催化剂,为非贵金属基气凝胶催化剂的设计提供了启示。

关 键 词:金属气凝胶;多孔材料;醇氧化中图分类号:O643.36 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2024)03-0379-04随着能源短缺、环境污染严重等问题日益突出,开发可再生能源技术成为当前社会发展的重大需求。

其中,直接醇类燃料电池(DAFC)具有能量密度高、易于储存和分配、效率高、排放低、操作简单等优点,具有广阔的应用前景[1-2]。

然而,DAFC 却存在许多的困难和挑战,如醇类的阳极氧化难度远高于氢气,醇类氧化的中间体如一氧化碳对催化剂具有毒化作用等,所以目前不得不大量使用贵金属如铂作为催化剂,但这些材料稀缺且昂贵[3-4]。

因此人们用低成本和有效的材料取代贵金属基电催化剂,如金属基双金属合金和氧化物/氢氧化物,尽管取得了很大的发展,但这些催化剂表现出高起始电位和低电催化活性[5-6]。

这主要是因为缺乏高活性位点和这些材料导电性差。

人们开发了各种方法来克服这些问题,如额外引入石墨烯、碳纳米管等材料,但是又因其合成工艺复杂性等限制了实际应用[7-8]。

因此亟须发展高催化活性、高导电性阳极催化剂。

作为气凝胶家族最年轻的成员之一,金属气凝胶(MAs)是完全以金属纳米结构作为组成单元构筑的新型多孔材料,兼具金属和气凝胶优势于一身,其大的比表面积提供了丰富的催化活性位点,高孔隙率有利于活性位点的充分暴露,高导电性有利于电子转移,在电催化方面显示出巨大的前景[9]。

负电荷化的铂催化剂对甲醇氧化催化的影响

负电荷化的铂催化剂对甲醇氧化催化的影响

负电荷化的铂催化剂对甲醇氧化催化的影响铂(Pt)是现在广泛应用于电极反应的星形催化剂。

最近,越来越多的实验证明表明,向Pt催化剂注入电子可以改善对反应物(例如CH 3 OH)的表面催化反应性。

然而,下面的分子机制仍不清楚。

在这项工作中,通过进行密度泛函理论计算,我们首次在电子中性和注入一个电子的条件下研究了Pt晶格(Pt13)单层甲醇脱氢。

在中性Pt13上,O位点是比甲基位点更优选的吸附,尽管后者可以动力诱导更容易的键断裂。

与之形成鲜明对比的是,在阴离子Pt13-上,甲基位点是更优选的吸附并且可以诱导更容易的键断裂。

由于高能量转换效率,系统简单性和环境友好性,使用甲醇直接作为可燃物(直接甲醇燃料电池-DMFC)的燃料电池越来越受到移动,固定和便携式应用的电源的关注[1] 其中铂基催化剂由于其优异的催化性能而被广泛用作甲醇氧化的阳极催化剂。

因此,为了提供彻底的机械洞察力和开发更有效的DMFCs,大量的研究已经被用于了解中性铂电极上的甲醇氧化反应过程。

[2-4]迄今为止,现有的研究已经公开了两个不同的进化频道(见方案1)。

一个是甲基吸附引发的键断裂,[3]另一个是吸氧方案告了在中性铂电极上甲醇首次脱氢的可能途径引发键断裂[4] 甲基吸附比中性Pt上的吸氧弱得多。

最近,为了促进甲醇的催化活性,实验化学家已经用新的化学合成方法合成了许多纳米复合Pt催化剂。

例如PDDA / Pt-CNT,Pt-CeO2 / CNTs,Pt-WC和Pt-CePO4,它们比铂Pt 催化剂具有更高的电催化活性和对甲醇氧化的化学稳定性。

在Wang等人的工作中,[6]使用循环伏安法将甲醇电氧化电流从383增加到638A g,在Pt催化剂中引入CeO2后,Pt-CeO2 / CNT表现出更高的催化活性甲醇电氧化活性比裸Pt和Pt / CNT。

Park等人[8]已经表明,Ce / Pt = 0.15的Pt-CePO4与裸铂相比表现出更好的甲醇氧化催化活性。

电催化的应用与前景

电催化的应用与前景

电催化的应用与前景摘要现在世界各国现代工业发展迅猛,对能源的需求量也随之急剧增加,但二十世纪末以来,我们却面临巨大的能源危机,以及日益严重的环境污染问题,因而节约有限能源、治理污染是当务之急。

电催化科学的研究恰好适应了这种要求。

电化学科学是以研究如何加速电极上电催化反应速度。

降低电极电位为研究内容,与节能降耗密切相关,特别是在强电流电解过程中的节能,采用电催化电极更是起了巨大的作用。

目前对能源利用、燃料电池和某些化学反应(如丙烯腈二聚、分子氧还原)的电催化作用研究得较深入,今后在开拓精细有机合成方面可能会得到较大的进展,特别是对那些与电子得失有关的氧化还原反应。

本文将主要介绍电催化在有机污水的处理和燃料电池中的研究应用现状,以及对未来发展的展望。

关键词电催化有机污水燃料电池催化氧化Abstract now world modern industry is developing rapidly, the demand of energy is increasing rapidly along with it, but since the end of the 20th century, we are faced with enormous energy crisis, and increasingly serious problem of environmental pollution, thereby saving energy Co., pollution abatement is the urgent affairs. The research of electro catalytic science has just adapted to this requirement. Electrochemical Science is to study how to accelerate the speed of electro catalytic reaction on the electrode. Lowering the electrode potential is closely related to the energy saving and consumption reduction, especially in the process of strong current electrolysis. Currently the use of energy, fuel cell and some chemical reactions (such as acrylonitrile dimer, reduction of molecular oxygen) electrocatalysis study deeply, the future develop fine organic synthesis may get great progress in, especially for those with electron gain or loss in the oxidation reduction reaction. This paper will mainly introduce the present situation of the research and application of the electro catalysis in the treatment of organic sewage and the fuel cell, and the prospects for the future development. Keywords electrocatalytic ,oxidation of organic waste water, fuel cells,catalytic oxidation1.1污水的电催化处理随着世界各国工业的迅猛发展,废水的排放量急剧增加,尤其是化学、农药、染料、医药、食品等行业排放的废水,其浓度高、色度大、毒性强,含有大量生物难降解的成分,给全球带来了严重的水体污染。

电催化氧化技术研究综述

电催化氧化技术研究综述

电催化氧化技术研究综述作者:苏聪张景张文来源:《中国化工贸易·下旬刊》2017年第09期摘要:电催化氧化法能使有机物降解更彻底、不易产生有毒害的中间产物,基本无二次污染,被称为清洁处理法,与现代环保理念吻合,加之管理方便,处理设备简单,在环境净化工作中逐渐显现出独特的优越性,越来越受到环境工程领域的青睐。

本文系统的介绍了电催化氧化的技术研究成果,全面阐述了该技术的优势与存在的问题,就该技术的应用前景和研究方向进行了分析和展望。

关键词:电催化氧化;废水处理随着我国生活水平的提升与现代工业的迅猛发展,各领域造成的污染越来越严重,对人类危害越来越大,尤其是化工行业产生的工业污水,具有高浓度,强酸碱度,高毒性,难降解等特点,不经过处理任意排放会给水环境带来严重危害,因而对该类化合物的处理一直是人们关注的问题。

电催化氧化法是通过电催化过程中产生氧化性极强的OH羟基自由基与有机物之间的加合、取代和电子转移等使污染物矿化,有易建立密闭循环和无二次污染等优点。

当前,电催化技术做为一种迅速发展的手段,在净化环境的工作中显现出日益独特的优越性。

1 电催化氧化法概述电化学催化氧化法处理废水是由外国人在20世纪40年代提出,但受到电力条件的阻碍,没得到发展,到了60年代,在进入电力时代以后,电化学处理方法越来越多的受到众多研究者的关注,到现在国内外研究者对电化学氧化法处理废水的技术有了一定的知识基础,但还是不够完善,处理比较片面,主要集中在重金属的处理中,目前我们正逐渐向处理有机废水过度。

电化学氧化主要是在特定的容器内,用阳极的高电位与有催化活性的阳极电极反应从而产生具有强氧化性能的活性自由基来氧化降解有机物的一种氧化技术,该法有很多优势,是未来废水处理的发展方向,该法利用产生活性基对废水中有机物进行氧化还原反应,使其降解为小分子有机物或完全氧化为二氧化碳和水,以此达到处理废水的目的,根据电解过程中电极材料的不同可以分为两种,一种是污染物与电极直接发生氧化还原反应,我们称为直接电化学过程,另一种是利用电极表面所产生的活性基团(具有强氧化性)与污染物作用的方法,我们称为间接电化学过程。

铂、钯基纳米材料的合成及催化性能研究进展

铂、钯基纳米材料的合成及催化性能研究进展

处于纳米尺度或由其作为基本单元构成的金属材料。

基于维数的不同,可将其大体划分为零维、一维、二维纳米材料。

纳米材料的形状丰富多样,可以为球形,也可以呈柱状。

基于原子分布特性的不同,可将其大体划分为结晶、非晶和准结晶;基于相结构的不同,可将其简单地分为两类:一类是单相,另一类则是多相。

目前,金属纳米材料的合成方法主要包括两种:一种是物理合成法,比如真空冷凝等,由于此方法需使用多种装置,并且操作繁琐、工作量大,使其在工业领域并未得到大力推广和积极应用。

另一种是化学方法,是从下到上,并控制纳米级材料的生长过程。

近年来,化学合成方法取得了长足进展,尤其是液相合成方法,变得越来越严谨完善,凭借着此类方法,人们已推出了各种不同的金属纳米材料。

目前,在工业领域,应用比较广泛的几种液相合成方法如下:(1)模板法。

模板法可大体分为两类:一类是硬模板法,另一类则是软模板法。

在现实中,很多材料都能够被用于制作模板,比如氧化铝、沸石、Te 纳米线、Ag 纳米线、等,它们比较易溶混合表面活性剂液晶或表面活性剂模板等。

通过模板法制备的纳米材料相对均匀,但是在后期往往要通过酸等相关物质溶蚀硬模板,由于此原因,此方法并未得到业内人士的认可和支持,其应用严重受限。

(2)溶剂热法。

当前,水热法应用比较广泛,溶剂热法也日益受到更多业内人士的关注和研究。

若将水热反应归类为溶剂热法,则更加可行。

此反应一般会选取特定的溶剂(比如水)对金属前体进行有效溶解。

若表中存在活性剂等物质,将随着溶液一并进入反应罐内,同时,在高温溶液的汽化压力作用下制成纳米材料。

概括来讲,此方法操作容易,将各种纳米材料全部1 催化反应人们使用催化反应的历史由来已久,但是催化的概念出现于1835年,其提出者为瑞典著名化学家贝采尼乌斯(Berzelius)。

在发生化学反应的过程中,原始分子的化学键会汲取大量的能力,产生新的化学键,在此过程中,会出现能量转移的情况。

催化反应过程中,加入此物质能够明显减少反应时消耗的能量,从而使得能垒明显减弱,促其更快速、更容易地发生反应。

DSA电极的制备与性能测试

DSA电极的制备与性能测试

DSA电极的制备与性能测试DSA电极的制备与性能测试随着经济和社会的发展,清洁能源的需求日益增长,燃料电池作为一种高效的能源转换装置,广泛应用于汽车、工业生产和家庭供电等领域。

作为燃料电池中至关重要的组件,DSA 电极在提高电池性能和降低成本方面起着至关重要的作用。

本文将介绍DSA电极的制备过程以及性能测试结果,以期对燃料电池研究和应用起到参考作用。

DSA电极的制备主要包括电积、活化和表面修饰等步骤。

首先,通过电沉积方法在导电基底上沉积一层均匀而致密的活性层。

电积过程中,控制电流密度、电沉积时间和电解液浓度等参数对活性层的形貌和厚度进行调节。

随后,将电积得到的电极进行活化处理。

通常采用的活化方法有酸洗、氧化、碱洗等,目的是清洁表面和去除杂质以提高催化活性。

最后,通过表面修饰进一步改善电极的催化性能。

常见的表面修饰方法有金属或非金属纳米颗粒沉积、半反应物吸附等。

DSA电极的性能测试主要包括氢氧反应测试、甲醇氧化反应测试、燃料电池性能测试等。

在氢氧反应测试中,通过测量电极的极化曲线和活化极化曲线等参数,评价电极的催化活性和稳定性。

甲醇氧化反应测试是衡量电极的甲醇氧化性能的重要方法。

通过测量电极的电流密度和电位曲线,评估电极对甲醇氧化反应的催化活性。

燃料电池性能测试包括负载特性、耐久性、稳定性等指标的测量,评估电极在实际应用中的表现。

DSA电极的制备和性能测试中关注的关键问题是催化剂的选择和电极结构的设计。

催化剂的选择需要考虑活性、稳定性和成本等因素。

常用的催化剂包括铂、铂合金、非铂金属等。

铂具有良好的催化活性,但价格昂贵;铂合金在一定程度上平衡了活性和成本;非铂金属是一种低成本的替代选择。

电极结构的设计既要考虑催化剂的有效利用,又要保证较高的电导和离子传输。

常见的电极结构有传统的粉末电极和新兴的催化层薄膜电极。

通过DSA电极的制备与性能测试,可以不断优化电极的催化活性和稳定性,提高燃料电池的效率和寿命。

甲醇氧化成甲酸的电极电势

甲醇氧化成甲酸的电极电势

甲醇氧化成甲酸的电极电势甲醇氧化成甲酸是一种重要的催化反应,可通过电化学方法进行。

本文将围绕甲醇氧化成甲酸的电极电势展开讨论,探讨该反应的机理、影响因素以及未来研究方向。

甲醇是一种常用的燃料,具有高能量密度和低碳排放的特点,因此被广泛应用于燃料电池和合成化学等领域。

甲醇氧化成甲酸是一种重要的氧化反应,可通过直接氧化或间接氧化的方式进行。

在直接氧化反应中,甲醇在阳极发生氧化反应生成甲酸,而在间接氧化反应中,则通过先将甲醇氧化成甲醛,再将甲醛进一步氧化成甲酸。

电极电势是评价电化学反应进行程度的重要参数,其大小直接影响着反应速率和选择性。

对于甲醇氧化成甲酸的电极电势,影响因素多种多样。

首先是催化剂的选择,常用的催化剂包括铂、铑等贵金属及其合金。

这些催化剂能够提高反应的活性,降低活化能,从而降低电极电势。

其次是电极材料的选择,具有良好电导性和化学稳定性的电极材料能够有效地提高反应速率。

最后是反应条件的优化,包括温度、pH值等条件的调节,都能够对电极电势产生影响。

甲醇氧化成甲酸的机理复杂且多变。

在直接氧化过程中,甲醇首先在催化剂表面被氧化成甲醛,然后再进一步被氧化成甲酸。

而在间接氧化过程中,甲醇首先被氧化成甲醛,然后经过络合反应生成甲酸。

这些反应过程中涉及到多种中间体的生成和转化,催化剂的协同作用也对反应产物的选择性具有重要影响。

近年来,研究者们对甲醇氧化成甲酸的电极电势进行了深入探讨。

他们利用先进的电化学技术和表面分析技术,揭示了该反应的机理和影响因素。

其中,纳米材料的应用成为了重要的研究方向。

纳米催化剂具有高比表面积和丰富的表面活性位点,能够显著提高反应速率和选择性。

此外,新型的合成方法和表征技术也为该领域的研究带来了新的突破。

未来,甲醇氧化成甲酸的研究仍将面临一系列挑战。

首先是开发更高效的催化剂和电极材料,提高反应速率和选择性。

其次是深入理解反应机理,揭示关键中间体的生成和转化过程。

同时,优化反应条件,提高反应的经济性和环境友好性也是未来研究的重点之一。

甲醇的电化学催化氧化

甲醇的电化学催化氧化

《应用化学综合实验》〔项目化〕电化学能源实验指导书课程代码:0703525008开课学期:第6学期开课专业:应用化学实验学时:16学时总学分/实验学分:0.5学分综合实验室〔实验中心〕名称:生化实验中心二级实验室名称:应用化学专业实验室一、课程简介《应用化学综合实验》电化学能源实验是化学专业比较新的的一门重要专业综合实验课。

本课程是根据甲醇燃料电池的相关理论与技术而展开的。

学生需具有基本的有机化学、无机化学、电化学等方面的基础知识。

通过本实验的学习,能够是学生了解最基本的甲醇燃料电池的工作原理和核心技术;能够使学生对能源与电化学能源具有初步的认识;能够为学生在将来从事相关工作打下基础。

二、实验的地位、作用和目的通过此课程的学习,对电化学能源知识具有初步的了解,掌握基本的电化学技术。

三、实验方式与基本要求实验方式以设计实验为主,从基础理论、材料准备、装置、数据的采集与分析等方面进行自主设计并进行实验。

1、掌握甲醇燃料电池的工作原理。

2、掌握评价甲醇燃料电池性能好坏的方法。

3、能从实验中发现更多的电化学能源相关的技术与理论。

四、报告与考核设计实验报告和实验报告结果讨论等内容。

考核:1、设计实验的设计思路和方法40%。

2、实验操作和实验结果30%。

3、实验报告和讨论分析30%五、设备与器材材料配置六、实验指导书与主要参考书1、陆天虹. 能源电化学,化学工业,2014.112. 哈曼.电化学,化学工业,2010.01项目简介和设计要求随着全球对新能源的需求,燃料电池被广泛研究。

甲醇燃料电池是燃料电池中的一种。

使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源,而不需通过甲醇、汽油与天然气的重整制氢以供发电。

甲醇燃料电池具备低温快速启动、燃料洁净环保以与电池结构简单等特性。

这使得甲醇燃料电池可能成为未来便携式电子产品应用的主流。

本项目针对甲醇燃料电池的核心化学原理,也就是甲醇的催化氧化,来认识、了解燃料电池化学能源的原理。

甲基苯丙胺的电化学催化降解及机理研究

甲基苯丙胺的电化学催化降解及机理研究

甲基苯丙胺的电化学催化降解及机理研究
魏春生;张丹凤;吴晓亮;刘伟华;赵焕;刘建国
【期刊名称】《水处理技术》
【年(卷),期】2024(50)2
【摘要】甲基苯丙胺(Methamphetamine,METH)作为一种兴奋剂类毒品,正在全球范围内蔓延,研发高效、环保、低成本的销毁技术十分必要。

本文设计了电化学催化降解METH的方法,通过扫描电镜(SEM)和元素分析对电极形貌结构及成分进行了分析,并利用气相色谱(GC)和循环伏安法(CV)对METH电化学降解过程和机制进行了探讨。

结果表明,钛基钌铱电极(DSA电极)表面的裂纹结构,大大提高了电极活性面积,对METH的降解效果优于碳纤维电极和Pt电极。

电解条件优化后,DSA 电极对METH的电化学降解效果显著,METH基本完全降解。

METH的降解以间接氧化为主,降解反应遵循一级反应动力学。

电化学催化可以快速高效的降解METH,且环境友好,是对METH无害化处理的有效手段。

【总页数】5页(P69-73)
【作者】魏春生;张丹凤;吴晓亮;刘伟华;赵焕;刘建国
【作者单位】中国刑事警察学院;辽宁科技学院;中国科学院金属研究所
【正文语种】中文
【中图分类】O646
【相关文献】
1.亚甲基兰电化学降解反应机理研究
2.电化学催化氧化降解有机物的机理及研究进展
3.光电化学协同催化降解甲基橙的研究
4.用钛基锑-锡氧化物涂层电极研究橙黄G的电化学降解第二部分——橙黄G的电催化氧化及其机理
5.电化学催化氧化法降解水中甲基橙的研究
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
收稿 日期 : 06 1.1 20 .1 . 2
基 金 项 目 : 南 省 科 技 计 划项 目 ( 准Байду номын сангаас号 : 5 J0 2 资 助 . 湖 批 0 F35 )
联系人简介:易清风 , ,博士,教授 ,主要从事电化学研究.Ema : qy20 @yho 1m.n 男 - i yf 0 1 ao .0 c l y 2
关键词
纳米多孑 铂 电极 ;甲醇氧化 ;电催化 ;水热 法 L 0 4 . 665 文献标识码 A 文章编号 0 5 -70 2 0 )916 -3 2 1 9 (0 7 0 —78 0 0
中图分 类号
拥 有 巨大表 面积 的铂 系催 化剂对 甲醇 氧化反 应 具有 高 度 的 电催化 活 性 ¨ 一 .以铂 为主 体 的纳 米颗 粒催化 剂包 括碳基 纳米铂 ’引、 金属 P— u 、 t i 、 t u 或 P—e 金 等 .纳 米多 孔铂 电极 3 双 _ t J P— ~ P— A N R t 合 F
本 文利用 水热 法一步 制备 出钛基 纳米 多孔 网状 铂催 化剂 (ao tT) 并研 究 了它对 甲醇氧 化反应 nnP/ i,
的电催 化 活性 .
1 实验部分
1 1 仪器 与试剂 .
J O 9 0 V 扫描 电子 显 微 镜 (3本 电子 公 司) o a a 0恒 电位 仪 ( G 3 1 E L5 0 L 1 ,V h L b4 P Z0 ,
维普资讯
N , o9
易清风 等:一种新型的钛基 纳米 多孔 网状 铂 电极对 甲醇氧化反应 的 电催化活性
16 79
状 多孔催 化剂层 ,颗粒 大小 约为 10~ 0 m;图 1 C 的 E S谱 表 明 , 量为 2 1kV的强峰 是 P 的 5 20n () D 能 . e t 特征 峰 ,结合 S M 图 [ 1 B) 可以看 出 , 体钛 表 面被 三维 的多  ̄O 颗粒 所覆 盖 , 们相互 牢 固地 E 图 ( ] 基 LI 3 它
Fg 1 S M gso i u srt( , a o oo sP/ iB)a dE Sset m o en n p r u tT ( i. E i e f b t e A) n n p r u tT ( ma Ts a n D pcr f h a o oo sP/ iC) u t
连结 在一起 形成 网络结 构 ,使得 实 际表面 积大 大增加 , 利 于 甲醇 的催 化氧化 反应 . 有
溶液 , 10℃ 下反应 1 ; 在 8 0h 冷却 至室 温后取 出样 品 ,于一定 温度下 加热 干燥 3 n 制得 nnP/ i 0mi, aotT.
13 电化学性 能测试 电化 学测 量在三 电极玻 璃 电解 槽 中进 行.大 面积 铂 丝 为对 电极 ; 和甘 汞 电 . 饱 极(C ) S E 为参 比电极 , 通过盐 桥 的 L gi 细管接 近工 作 电极 表面 .电解 开始 前 ,向 电解 液 通高 纯氩 ug n毛 气 至少 2 n以去除溶 解氧 .电化学测 量时 始终保 持氩气 通过 电解 液液 面上方 .恒 电位 阶跃均 首先 在 0mi
电位 为 一 0 V下保持 3 后 , 70m 0S 再将 电位 阶跃 至所 研究 的值 .所有 测量 均在 室温 (2- )℃ 下进行 . 2 4 - 2
2 结果 与讨 论
2 1 电极 表 面分 析 .
从 钛基体 和样 品 的 S M 图 [ 1 A) ( ) 可 以看 出 , 片 表 面上 形 成 了 网络 E 图 ( 和 B ] 钛
Fac ) rn e .钛 片 ( 纯度 9 . 9 ) 氯铂 酸 ( 析纯 ) 99 % , 分 ,甲醇 ( 析 纯 , 量 分数 为 9 . % ) 氢 氧 化钠 ( 分 质 99 , 分 析纯 ) 水 ( a o ue 8 2 M ・ m) 氩气 ( , N n p r,1. Q c , 纯度 为 9 . 9 5 ) 999 % . 12 n n P/ i . ao tT 的制备过 程 将 钛 片置于质 量分 数为 1 % 的盐 酸 中 ,于 8 8 5℃处 理 1 i , 超 声清 0mn 再 洗 1 n 置 于 2 0mi 后 0mL耐压 T f n反应 器 中 , eo l 依次 加入 0 8 LH PC 液及质 量分数 为 5 的 甲醛 . t1 溶 %
维普资讯
V0 _ 8 l2
2 00 7 年 9月
高 等 学 校 化 学 学 报
CHE C MI AL OURNAL OF CHI J NES E UNI VERST E II S
No 9 .
16 7 8~1 7 7 0
由于其 特殊 的 网状 结构 而具有极 大 的表面 积 , 甲醇 氧化 和 氧还 原反 应等 具 有较 高 的 电催 化 活性 ,因 对
此对 它们 的制备 和 电化学 性能研 究具 有重 要 的意 义 .目前 这类 纳米 多孔铂 电极 材料 的制 备方 法 主要有 过程 复杂 的电沉积 法 t 水 热法 和 电解 沉积 过程相结 合 的方法 J m、 “.
[ 究简报 ] 研

种 新 型 的 钛 基 纳 米 多 孔 网 状 铂 电极 对 甲醇 氧化 反 应 的 电催 化 活 性
易清风 C E i hn , 晶晶 , , H NA — eg 章 C 黄 武
( .湖南科技大学化学化工学院 , 1 湘潭 4 10 ; 12 1
2 e a m n f hm sy ae edU i ri , hn e B y O tr ,f B5 l C nd ) .D pr et e ir,Lk ha n esy T u dr a , nai r E , aa a t oC t v t o 7
相关文档
最新文档