三组Pt- RuC催化剂前驱体对其性能的影响

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碳载体对PtRuC催化剂性能的影响研究

碳载体对PtRuC催化剂性能的影响研究

碳载体对PtRu/C催化剂性能的影响研究1朱静,赵建智,苏怡,马华,程方益,陶占良,陈军南开大学化学学院新能源材料化学研究所,天津(300071)E-mai:chenabc@摘要:本文采用水热方法合成了不同粒径和形貌的碳球,并将其作为载体,采用化学镀的方法制备PtRu/C催化剂。

应用XRD、SEM和TEM对碳球及催化剂的结构和形貌进行表征。

结果表明,水热反应条件对碳球的粒径及形貌影响显著,通过加入表面活性剂能够制备出多孔的粒径约为100 nm的碳球。

TEM分析结果表明,在碳球表面化学镀的PtRu纳米颗粒均匀分散在碳载体表面,其平均粒径约为3 nm。

电化学测试表明粒径为100 nm的多孔碳球的电化学比表面积较大,以这种碳球为载体的PtRu/C催化剂对甲醇氧化的催化性能较高。

关键词:碳球;水热;化学镀;直接甲醇燃料电池;PtRu/C催化剂中图分类号:TM911.41.引言直接甲醇燃料电池(DMFC)是一种直接以液体甲醇作为燃料的低温燃料电池,其水溶液易于携带和储存,无需中间转化装置,系统结构简单,具有能量转换密度高、环境污染小、燃料来源广泛、价格低廉等特点,可广泛适用于便携式和家用电子设备[1]。

因此,近年来直接甲醇燃料电池的发展受到世界各国的广泛重视,直接甲醇燃料的研究也取得了显著的成就。

但是,甲醇阳极氧化的反应活性较低,高昂的贵金属催化剂成本仍然制约着DMFC的商业化发展[2]。

电催化剂具有加速电极反应和抑制副反应的作用,是提高DMFC能量输出效率、降低电池成本的关键。

因此,提高催化剂的催化活性、有效利用率和抗CO中毒能力仍然是当前直接甲醇燃料电池领域的研究热点之一[3]。

目前,DMFC所用的电催化剂仍然以Pt为主要成分,它对电极反应具有良好的催化作用,但是甲醇氧化的中间体对阳极催化剂有毒化作用,为了提高催化剂的氧化活性,在Pt基催化剂中添加助催化成分如Ru、Sn、Co 和Ni等[4-8]。

在众多的研究体系中,PtRu对甲醇的氧化表现出优越的性能[9]。

不同前躯体对钌催化剂性能的影响

不同前躯体对钌催化剂性能的影响

不同前躯体对钌催化剂性能的影响
2016-06-12 13:11来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部
不同前躯体对钌催化氨合成性能的影响
目前Ru系氨合成催化剂使用的Ru前驱体除了Ru3(CO)12还有RuCl3, 但后者残留的Cl−是氨合成反应的毒物. Murata等研究以RuCl3为Ru前驱体的Ru/Al2O3催化剂时发现, 残留的C1−强烈地抑制了催化剂氨合成的活性. Rossetti等以活性炭(AC)为载体, K2RuO4为前驱体, Ru负载量为1.9%, 研究发现, 在430°C, 10MPa, 30000 h−1条件下, 其出口氨浓度为12.4%, 比以 RuCl3为前驱体催化剂活性高.
福州大学化肥催化剂国家工程研究中心王榕等人分别以K2RuO4,
Ru(Ac)3 和RuCl3为Ru前驱体, 制备了Ru/MgO-CeO2催化剂, 并运用X射线衍射、X射线荧光光谱, CO吸附、N2物理吸附和H2程序升温还原等技术对催化剂进行了表征, 考察了Ru前驱体对 Ru/MgO-CeO2催化剂氨合成性能的影响. 结果表明, Ru 前驱体对载体MgO-CeO2和Ru的还原性能、氯残留量和催化剂比表面积的影响都很大, 从而导致催化剂的氨合成性能的不同. 其中以 K2RuO4为Ru前驱体制备的催化剂的载体和Ru容易还原, 无氯离子, 且比表面积较高, 因而催化剂活性和氨合成转换频率较高. 在10MPa, 425°C,10000h-1条件下, K2RuO4, Ru(Ac)3和 RuCl3
作前驱体制备的催化剂上氨合成转换频率比为1.33:1.05:1.。

三元材料前驱体制备影响因素

三元材料前驱体制备影响因素

三元材料前驱体制备影响因素三元材料是由三种不同的元素组成的化合物,其应用广泛,具有优异的物理化学性质。

为了制备高质量的三元材料,前驱体的制备过程至关重要。

前驱体的制备影响着三元材料的晶体结构、形貌和性能,因此需要考虑以下几个方面的影响因素。

1.原料选择:三元材料的前驱体制备需要选择合适的原料。

原料的纯度和质量直接影响到最终产品的质量。

高纯度的原料可以减少杂质的存在,有利于提高材料的晶体结构和性能。

此外,原料的化学稳定性也需要考虑,以避免在制备过程中发生副反应或扩散。

2.摩尔比:三元材料的前驱体中三种不同元素的摩尔比也是一个重要的因素。

不同的摩尔比会导致不同的晶体结构和性质。

摩尔比的选择需要根据所需的材料性质来优化。

例如,对于一些应用需要高比表面积的材料,可以使用较小的摩尔比来得到较小的晶粒。

3.溶液浓度:溶液浓度是影响前驱体制备的重要因素之一、较高的溶液浓度可以促进前驱体的形成和生长,有利于得到较大的单晶颗粒。

然而,过高的浓度可能会导致溶液过于饱和,使得材料在制备过程中易于形成团聚物或凝聚物,从而影响产品的纯度和形貌。

4.沉淀条件:前驱体的制备过程中的沉淀条件也是一个关键因素。

沉淀条件包括沉淀温度、沉淀时间和沉淀剂的选择。

适当的沉淀条件可以促进单相沉淀产物的形成,并提高材料的结晶度和纯度。

此外,沉淀剂的选择也很重要,一些有机物或表面活性剂可以起到调节晶粒尺寸和形貌的作用。

5.热处理条件:在前驱体制备的最后阶段,通过热处理可以转化为最终的三元材料。

热处理条件包括温度、时间和气氛的选择。

适当的热处理条件可以优化材料的结晶度、晶体尺寸和晶体形貌。

不同的材料体系可能有不同的最佳热处理条件,需要在实验中进行优化。

总之,三元材料前驱体制备过程中的影响因素包括原料选择、摩尔比、溶液浓度、沉淀条件和热处理条件。

合理地控制这些因素可以得到高质量的三元材料,具有优异的性能和应用潜力。

需要在制备过程中进行系统的优化实验,以提高材料的质量和性能。

催化剂前驱体Fe(NO3)3对LiFePO4/C倍率性能的影响

催化剂前驱体Fe(NO3)3对LiFePO4/C倍率性能的影响
( 北京有 色金 属研究 总院动力 电池研究 中心 , 北京 10 8 ) 00 8
摘要 : 以蔗糖和葡萄糖为碳 源 ,e N 33 F ( O ) 为催化剂前驱体 , 用碳热还原 法合成 LF P JC复合材料 , ie O 分析 了产物 的微观 结 构、 形貌及 电化 学性能。蔗糖 热解形成 的碳 包覆 层石墨化程度 高, 可提 高材料 的倍 率性 能; e NO ) F ( 33可优 化 包覆层的碳结
d c r n y e . ed g e fg a h t a i n o y oy i o r o o t g f r d b u r s s i h a d t u mp o e h u twee a a z d Th e r eo r p ii t fp r lss f a b n c a i o me y s c o e Wa h g n h si r v d t e l z o c n
C ONG C agj , HA in— n L h—a g h n -eZ NG X agj , U S i n i u g
( e ac Rs r e h& D vl n e t o eie at ya dE eg trg , e ig ee p t ne f rVhc t r n nrySoa e B qn o me C r lB e G nrl e ac ntue fN n eru tl, e i 0 0 8 C ia eea s rhIsi to ofrosMe s B qn 1 0 8 , hn ) Re t a g
Ab ta t LF PO C c mp st a y teie i ab te ma e ut n p oes S coe a d gu oe wee u e ab n s r c : ie j o oi w ss n h s d va c roh r lrd ci rc s. urs n lcs r sd a c ro e z o s

三元复合体系驱油性能的动态变化及其对采收率的影响分析

三元复合体系驱油性能的动态变化及其对采收率的影响分析

三元复合驱油效率。

三元复合驱油后,转变了接触角与吸附张力。

进而提升剩余油的驱替效率,开启剩余油的流动性,把小孔喉内的剩余油驱到大孔喉内,伴随注入体系的持续增大,伴随驱油体系含量的持续增加,驱替全过程剩余油将得到大量开采与动用。

1.3 能让油乳化因为三元复合驱油过程的表活剂和碱可以溶解在水里,并且碱与表活剂存在很强的乳化性,进而造成注入油藏内的表活剂与碱可以同剩余油之间产生许多的水包油乳状物,这类乳状物难以被岩石附着,伴随注入量的持续增多,提升原油采收率。

乳化时,乳状物可以有效完善储层调剖能力,乳化剂存在减小的界面张力,完善原油流动能力。

乳状物的调剖机理是驱替时产生的乳状物可以进到高渗层,且对高渗层存在较高的封堵能力,进而更好调整高低渗流层,以提升驱油效率,改善层间冲突。

2 三元复合驱油效果改变对采收率的干扰分析2.1 渗流速度对三元复合黏度的干扰黏度是直接关系着三元复合流度管理水平。

于近井地带因为流动速度很大,岩石孔喉对三元复合的剪切和拉伸作用很强,易造成三元复合黏度损失,干扰其抵达油藏深部的应有黏度。

为掌握近井地带较短路程,高渗流速度对三元复合黏度的干扰,基于30cm 填砂模型内每种渗流速度状态下的流动测试,考察了通过多孔介质分解后三元复合黏度的变化,结果见图1。

通过图1发现,随渗流速度的提高,三元复合黏度先明显减小再慢慢趋于稳定。

渗流速度对三元复合黏度的干扰有以10m/d 为标准的敏感性不一样的两个地方。

渗流速度低于10m/d 时,三元复合黏度对多孔物质的分解作用很敏感,渗流速度提高将造成三元复合黏度明显减小与流度管理能力明显损失;渗流速度超过10m/d 时,三元复合黏度基本不变,黏度保留率只有30%[2]。

针对孔渗特点不变的油藏,三元复合流动速度愈大,渗0 引言水相流度的管理与超小油水界面张力属于其重要的驱油机理,还是三元复合规划的重要指标。

三元复合注入环节,在近井地方的流动速度远远大于远井。

Ce0.35Zr0.55La0.10O1.95对低贵金属Pt-Rh型三效催化剂性能的影响

Ce0.35Zr0.55La0.10O1.95对低贵金属Pt-Rh型三效催化剂性能的影响

的织构性能 和高的热稳定性. 2 P H一 R和 O T O的结果表 明, e 山 1 。 T P C z 0 具有 比C o z 0 更好的氧化还 0 e5 0。 . 0 原性能 . 和含 C nzn0 的催化 剂相 比, C 0 r a1 的催化剂具有较宽的工作窗 口, 越的低温起燃 性 e5 r 0 0 含 e 0 00. 0 优 能, 较强 的水气变换能力 ;催化剂经 10 高温水热老化 5h后, 0 0o C 仍具有 良好的催化活性, 表现 出了优异的抗老

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前驱体对三元正极材料LiNi_0_省略__Mn_0_3_O_2性能的影响_胡东阁

前驱体对三元正极材料LiNi_0_省略__Mn_0_3_O_2性能的影响_胡东阁

前驱体对三元正极材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2性能的影响胡东阁1,王张志1,刘佳丽2,黄桃2,余爱水2*(1.杭州金马能源科技有限公司,浙江杭州311215;2.复旦大学上海市分子催化和功能材料重点实验室,复旦大学化学系,新能源研究院,上海200433)摘要:目前,工业产品的三元正极材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2通常使用间接共沉淀和高温固相烧结相结合的方法.共沉淀制得的氢氧化镍钴锰前驱体,其形貌和粒径分布等直接影响着三元材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2的性能.使用X 射线衍射(XRD )、扫描电镜(SEM )表征和观察材料晶体结构和表面形貌,并测试粒径分布、振实密度和电化学性能,考察三种前驱体对制得的三元材料的影响.研究结果表明,前驱体的粒径分布直接影响材料的物理性能,表面有大量微孔而又致密的球形是较理想的前驱体形貌;焙烧后可得到结晶度高的材料,0.2C 全电池放电比容量达到156.4mAh ·g -1,循环寿命优异,300周期循环其容量基本不衰减,500周期循环后容量保持率高达92%.关键词:锂离子电池;正极材料;LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2;前驱体中图分类号:O646文献标识码:A锂离子电池具有能量密度高,可以高倍率充放电,循环寿命长等优点,目前正在试用于电动汽车和储能领域[1-2].正极材料是锂离子电池的关键部分之一,钴酸锂是最早应用的正极材料,但是价格高、比容量低、安全性差,所以正极材料一直是研究的焦点.1999年Liu 等[3]提出了Ni-Co-Mn 三元复合锂离子电池正极材料,发现该复合材料由于镍钴锰的协同效应,电化学性能均优于任何单一组分的层状氧化物,较好地兼备了三种组份的优点,弥补了各自的不足,具有比容量高、成本低、循环寿命长及安全性能高等特点[4-8].钴元素能够有效地减弱离子混排,稳定材料的层状结构,提高材料的电导率;镍元素保证材料高容量;锰元素则主要起稳定结构作用.三元材料的理论比容量为277mAh ·g -1,实际比容量可以达到200mAh ·g -1,远高于钴酸锂,被认为是取代钴酸锂的下一代锂离子电池正极材料[7,9-11].目前,工业化三元正极材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2通常采用间接共沉淀和高温固相烧结相结合的方法[9,12].间接共沉淀制备的氢氧化镍钴锰前驱体的形貌和粒径分布等因素对三元材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2的性能有较大影响,但是关于这方面的研究报道比较少.本文选取了三种不同的前驱体原料,采用相同的中试工艺制得三元正极材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2.采用SEM 观察前驱体和三元材料的形貌,XRD 测试材料的微观结构,组装成CR2016扣式半电池和INR26650圆柱全电池测试其电化学性能.1实验1.1LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2的合成三种不同的Ni 0.5Co 0.2Mn 0.3(OH)2前驱体(电池级)工业产品A 、B 和C 作为研究原料.三种前驱体分别各取100kg ,然后分别与440kg 碳酸锂(电池级)进行混合,600o C 预烧7h ,然后再混合,在氧气气氛下900o C 恒温煅烧12h ,冷却,气流粉碎和过筛分级即可得LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2材料.1.2材料物理性能的表征材料的微观晶体结构使用Bruker D8AdvanceX 射线衍射仪分析.Cu/K α辐射源,管压40kV ,管流100mA ,扫描速率2°·min -1,扫描角度2θ范围收稿日期:2012-10-12,修订日期:2012-12-25*通讯作者,Tel:(86-21)51630320,E-mail:asyu@ 上海市分子催化和功能材料重点实验室(No.08DZ2270500)资助电化学JOURNAL OF ELECTROCHEMISTRY第19卷第3期2013年6月Vol.19No.3Jun.2013文章编号:1006-3471(2013)03-0204-06图1三种不同Ni 0.5Co 0.2Mn 0.3(OH)2前驱体A 、B 、C 及相应三元材料A ′、B ′、C ′的SEM 照片Fig.1SEM images of three different precursors (A,B,C)and the corresponding LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2(A',B',C')为10°~80°.使用JEOL JSM-6390型扫描电子显微镜观察材料表面形貌.使用Malvern 2000分析材料的粒径分布.使用智能振实密度仪测试材料振实密度,每分钟振动300次,总共振动3000次,材料质量100g.1.3材料电化学性能测试1)CR2016扣式半电池测试PVDF 先与一定量的NMP (N-甲基吡咯烷酮)溶剂搅拌1h 混成均匀胶状体,然后按照90:5:5的质量比分别称取活性物质LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2,导电剂Super P 和聚偏氟乙烯PVDF.先将活性物质LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2和导电剂Super P 放在研钵中研磨均匀后加入到胶状体中,用机械搅拌器搅拌6h成膏状,用浆料涂布仪将膏状浆料涂到集流体铝箔上,在烘箱90o C 烘干1h ,再置于真空烘箱80o C 烘干12h.专用模具冲压成正极片(准=14mm ),与金属锂片负极、1mol ·L -1LiPF 6溶解在EC/DMC (体积比为1:1)的电解液和Celgard 2300微孔复合隔膜在手套箱无水无氧条件组装成CR2016扣式电池,0.2C 横流充放电测试,电压区间2.5~4.3V.2)全电池3700mAh 的INR26650圆柱电池,按照质量比94:3:3称取活性物质LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2,导电剂Super P 和聚偏氟乙烯PVDF ,经过匀浆、涂布、烘干、滚压、分切、焊极耳、卷绕、底部焊、插入电芯和顶部封口点焊组装成电池,注入电解液和封口即可,电池进行化成后用于测试内阻、充放电、倍率性能和循环寿命.2结果与讨论2.1材料形貌分析图1是三种不同工业产品Ni 0.5Co 0.2Mn 0.3(OH)2前驱体和相应制得的三元材料的电镜图.A 、B 和C 为三种不同工业产品的前驱体,其中B 和C 前驱体较圆滑、规整,且C 前驱体球更圆,并较密实.而A 前驱体球形粗糙,表面不规整、较疏松.焙烧制得三元材料基本保持前驱体的形貌,其中B 和C 经过焙烧后制得三元材料和C ′都为较规整的球形,而从B ′图可以非常清晰看出其有1~2μm 单个小晶体组成,材料结晶度较高,生长比整个晶体较充实饱满.而材料C ′则还是一个整体的球形,结晶性较差,虽可看出晶体生成,但结晶度很低.A 焙烧后所制得材料A ′已经不成球形,但单个晶体结晶度很高,结晶性好,单个晶体为1~3μm.2.2材料晶体结构图2是三个LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2材料的XRD 谱图,从材料的XRD 谱图中可以看出材料都有标准的α-NaFeO 2层状结构,空间群R -3m ,没有杂峰.A ′和B ′两种材料的峰都比较尖锐,说明结晶度较高,(003)/(104)比值大于1.2,(006)/(102)分裂较明显,材料层状结构较完整.而C ′材料的(003)/(104)比值205··电化学2013年小于1.2,(006)/(102)分裂不明显,故材料C ′的结晶度较低,层状结构不甚完整[9,13-14].2.3材料粒径分布和振实密度图3为三种工业产品Ni 0.5Co 0.2Mn 0.3(OH)2前驱体的粒径分布图,表1为相应数据列表.可以看出A 和B 的粒径分布相近,且分布图为正态分布,C的粒径相对小一些.C 的前驱体粒径在0.1~1μm之间,尚存在部分细粉,其可以填充于大颗粒间的小空隙,提高材料的振实密度(2.28g ·cm -3),而A 和B 的振实密度仅为2.22g ·cm -3.焙烧后,A ′和B ′的D 50分别为9.0μm 和9.8μm ,A ′的粒径稍微减小,这可能是组成二次颗粒的一次颗粒在混合和焙烧过程中部分脱落.C ′材料粒径分布变为单峰,且D 10仍为3μm 左右,明显小于A 和B 材料,这是因为其前驱体D 10比较小,存在0.1~1μm 的小颗粒.故C 前驱体所制得材料振实密度最高,达2.51g ·cm -3,A 前驱体所制得材料振实密度最低,仅为2.32g ·cm -3,B 材料为2.42g ·cm -3.A 形貌为不规则的球形,导致材料的振实密度最低.2.4扣式电池电化学性能图4为LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2材料的首次充放电曲线.从图4中可以看出,A 前驱体所制得电极A ′首次放电比容量达到165mAh ·g -1,首次放电效率为87.2%;B 前驱体所制得电极B ′首次放电比容量为163.9mAh ·g -1,首次放电效率为87.9%;而C 前驱体所制得电极C ′首次放电比容量只有157.9mAh·g -1,首次放电效率为86.7%,故C ′电极首次放电比容量最低.图2三种LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2材料(A ′、B ′、C ′)的XRD谱图Fig.2XRD patterns of LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2electrodes (A ′,B ′,C ′)prepared by three differentprecursors图3三种工业产品Ni 0.5Co 0.2Mn 0.3(OH)2前驱体的粒径分布Fig.3Particle size distribution of three different Ni 0.5Co 0.2Mn 0.3(OH)2precursors表1三种工业产品Ni 0.5Co 0.2Mn 0.3(OH)2前驱体粒径分布Tab.1Particle size distribution of three different Ni 0.5Co 0.2Mn 0.3(OH)2precursorsPrecursorParticle size distribution/μmD 10D 50D 90A 5.0529.24016.019B 4.9178.77915.330C2.7675.98110.308206··胡东阁等:前驱体对三元正极材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2性能的影响第3期2.5全电池电化学性能INR26650全电池(三种前驱体所制得LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2正极材料,中间相碳微球(CMB )负极)0.2C 放电曲线(3.0~4.2V )如图5所示,B ′电极比容量最高为156.4mAh ·g -1,A ′和C ′电极的比容量为153.0mAh ·g -1左右.从压实密度考虑,A 前驱体制得的材料A ′压实密度最低,只有3.22g ·cm -3;而B 前驱体制得的材料B ′压实密度达到3.31g ·cm -3;C 前驱体制得的材料C ′压实密度达到3.46g ·cm -3.A 材料形貌非常规则,故其制得的材料A ′压实密度较低,而B ′和C ′材料的球形较圆滑.C ′材料压实更高是因其存在着少量的小颗粒,能填充于大颗粒的中间.A ′、B ′、C ′各材料内阻分别为13.1m Ω,12.7m Ω和13.5m Ω.表2列出全电池倍率性能,从表中可以看出B ′电极的倍率性能最好,0.5C 其放电容量为0.2C容量的97.2%,1C 其放电容量为0.2C 的95.24%,3C 其放电容量保持率为94.61%.而A ′电极1C 容量保持率为94.29%,C 材料1C 容量保持率仅为93.24%,这可能归因于其结晶度低.图6给出三种前驱体制得的电极的全电池循图6LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2材料(A ′、B ′、C ′)全电池循环性能曲线Fig.6Cycle performance of LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2electrodes(A ′,B ′,C ′)in fullcell图4三种前驱体制得LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2电极(A ′、B ′、C ′)做成扣式电池首次充放电曲线Fig.4Initial charge-discharge curves of LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2electrodes (A ′,B ′,C ′)prepared by three differentprecursors图5三种前驱体制得LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2电极(A ′、B ′、C ′)全电池放电曲线Fig.5Discharge curves of LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2electrodes(A ′,B ′,C ′)prepared by three different precursors表2全电池倍率性能Tab.2The rate capacity of the full cellSample Capacity/mAh0.2C 0.5C 1C 2C 3C A ′4282.54130.84038.03974.73991.5B ′4179.24062.33980.43933.63953.8C ′4225.24031.53939.43923.23952.5207··电化学2013年环性能.从图6中可以看出,A′电极的循环性能最好,虽前100周期循环其容量下降比较快,但100 ~500周期循环其容量衰减甚小,至500周期循环其容量保持率仍达91.8%,B′电极的比容量在前500周期循环均高于A′电极,据循环寿命曲线的趋势A′电极的比容量在而后循环可能会高于B′电极.C′电极的循环寿命性能较差,其衰减很快,500周期循环其容量仅剩79%.A′材料虽形貌不规整,但其结晶度非常高,而C′材料其结晶度相对较低.3结论前驱体的形貌粒径分布等特性对制得的三元材料的性能有较大影响,前驱体焙烧成三元材料虽仍保持原前驱体的粒径分布,形貌也会影响焙烧后材料的粒径分布,选取适度大小颗粒匹配能提高材料的压实密度,少量适合粒径的小颗粒可填充于大颗粒的间隙.C′材料的压实密度达到3.46 g·cm-3.A前驱体松散,在混料和烧结过程其粒径变小,二次形貌也极不规整,导致其压实密度比较低.但过度致密会导致其与碳酸锂反应不充分,影响材料的结晶度、比容量和循环寿命.前驱体表面有大量微孔而又较致密的球形是比较理想.如B 前驱体焙烧后材料结晶性好、结晶度高,0.2C扣式放电电极比容量达到163.9mAh·g-1,全电池放电比容量达到156.4mAh·g-1,300周期循环其容量基本无衰减,500周期循环其容量保持率还高达92%.参考文献(References):[1]Guo B K(郭炳坤),Xu H(徐辉),Wang X Y(王先友),et al.Lithium ion battery[M].Changsha:Central South Univer-sity Press(中南大学出版社),2002:17-38.[2]Xu J Q,Thomas H R,Francis R W,et al.A review of pro-cesses and technologies for the recycling of lithium-ion secondary batteries[J].Journal of Power Sources,2008, 177(2):512-527.[3]Liu Z L,Yu A S,Lee J Y.Synthesis and characterizationof LiNi1-x-y Co x Mn y O2as the cathode materials of secondary lithium batteries[J].Journal of Power Sources,1999,81: 416-419.[4]Hu C Y,Guo J,Du Y,et al.Effects of synthesis conditionson layered Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2positive-electrode via hy-droxide co-precipitation method for lithium-ion batteries [J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2011,21(1):114-120.[5]Ohzuku T,Makimura yered lithium insertion materi-al of LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2for lithium-ion batteries[J].Chem-istry Letters,2001,30(7):642-643.[6]Belharouak I,Sun Y K,Liu J,et al.Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2asa suitable cathode for high power applications[J].Journalof Power Sources,2003,123(2):247-252.[7]Liang Y G,Han X Y,Zhou X W,et al.Significant im-proved electrochemical performance of Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 cathode on volumetric energy density and cycling stability at high rate[J].Electrochemistry Communications,2007,9(5):965-970.[8]Park S H,Yoon C S,Kang S G,et al.Synthesis and struc-tural characterization of layered Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2cath-ode materials by ultrasonic spray pyrolysis method[J].Electrochimica Acta,2004,49(4):557-563.[9]Deng C,Liu L,Zhou W,et al.Effect of synthesis conditionon the structure and electrochemical properties of Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2prepared by hydroxide co-precipitation method[J].Electrochimica Acta,2008,53(5):2441-2447.[10]Yang S Y,Wang X Y,Liu Z L,et al.Influence of pre-treatment process on structure,morphology and electro-chemical properties of Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2cathode mate-rial[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of Chi-na,2011,21(9):1995-2001.[11]Li L J,Li X H,Wang Z X,et al.A simple and effectivemethod to synthesize layered LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2cathode materials for lithium ion battery[J].Powder Technology, 2011,206(3):353-357.[12]Zhang S,Deng C,Fu B L,et al.Synthetic optimization ofspherical Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2prepared by a carbonate co-precipitation method[J].Powder Technology,2010,198(3):373-380.[13]Kageyama M,Li,D,Kobayakawa K,et al.Structural andelectrochemical properties of LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2-x F x pre-pared by solid state reaction[J].Journal of Power Sources, 2006,157(1):494-500.[14]Chang Z R,Chen Z J,Wu F,et al.Synthesis and charac-terization of high-density non-spherical Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 cathode material for lithium ion batteries by two-step dry-ing method[J].Electrochimica Acta,2008,53(20):5927-5933.208··胡东阁等:前驱体对三元正极材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2性能的影响第3期The Effect of Precursors on Performance ofLiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2Cathode MaterialHU Dong-ge 1,WANG Zhang-zhi 1,LIU Jia-li 2,HUANG Tao 2,YU Ai-shui 2*(1.Hangzhou Golden Horse Energy Tecnology Co.,Ltd.,Hangzhou 311215,China ;2.Department of Chemistry,Shanghai Key Laboratory of Molecular Catalysis and Innovative Materials,Institute of New Energy,Fudan University,Shanghai 200433,China )Abstract:Commercial LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2material is generally prepared by a combination of co-precipitation and solid state re-action method.The particle size distribution and morphology of Ni 0.5Co 0.2Mn 0.3(OH)2precursor have a great impact on the electro-chemical performance of LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2.In this work,the crystal structure and surface morphology of LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2pre-pared by three different precursors were characterized by X-ray diffraction(XRD)and scanning electron microscopy(SEM).Particle size distribution,tap density and electrochemical performance were investigated.The results show that the particle size distribution of every precursor has most direct impact on properties of the corresponding LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2.The precursor with micropores on surface results in the best electrochemical performance.The discharge capacity for full cell test was 156.4mAh ·g -1(0.2C),mean-while,the cycling performance is excellent.The capacity fading was limited in the first 300cycles with up to 92%capacity reten-tion after 500cycles.Key words:lithium ion battery;cathode material;LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2;precursor209··。

《Pt增强铜基催化剂协同效应机理及其对CO优先氧化性能的研究》范文

《Pt增强铜基催化剂协同效应机理及其对CO优先氧化性能的研究》范文

《Pt增强铜基催化剂协同效应机理及其对CO优先氧化性能的研究》篇一一、引言随着工业的快速发展,环境污染问题日益突出,其中一氧化碳(CO)作为一种常见的空气污染物,对环境和人类健康构成了严重威胁。

因此,研究高效、稳定的CO氧化催化剂具有重要意义。

近年来,Pt增强铜基催化剂因其优异的催化性能和稳定性,在CO优先氧化反应中受到了广泛关注。

本文将重点探讨Pt增强铜基催化剂的协同效应机理及其对CO优先氧化性能的影响。

二、Pt增强铜基催化剂的制备与表征2.1 制备方法Pt增强铜基催化剂的制备主要采用共沉淀法、浸渍法、溶胶-凝胶法等方法。

本文采用浸渍法,将Pt负载于铜基载体上,通过控制浸渍时间和温度等参数,制备出具有不同Pt含量的催化剂。

2.2 催化剂表征利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等手段对催化剂进行表征。

结果表明,Pt的成功负载使得催化剂的晶体结构发生了变化,同时Pt纳米颗粒在铜基载体上均匀分布。

三、Pt增强铜基催化剂的协同效应机理3.1 催化剂组成与结构的关系Pt与铜基载体之间的相互作用是形成协同效应的关键。

Pt的存在能够改变铜基载体的电子结构和化学性质,从而提高其催化性能。

此外,Pt纳米颗粒的大小、形状和分散度也会影响催化剂的性能。

3.2 协同效应机理Pt增强铜基催化剂的协同效应主要体现在以下几个方面:首先,Pt的引入可以提供更多的活性位点,促进CO的吸附和活化;其次,Pt与铜基载体之间的电子转移有助于提高氧物种的生成和迁移;最后,Pt与铜基载体之间的相互作用可以增强催化剂的抗中毒能力和稳定性。

四、Pt增强铜基催化剂对CO优先氧化性能的研究4.1 CO氧化反应性能测试在固定床反应器中进行CO氧化反应性能测试,考察不同Pt 含量的催化剂对CO氧化的催化性能。

结果表明,适量Pt的引入可以显著提高催化剂的活性,使CO优先氧化反应得以顺利进行。

4.2 反应条件对催化性能的影响反应温度、空速等反应条件对催化剂的催化性能具有重要影响。

催化剂组成对催化剂性能的影响

催化剂组成对催化剂性能的影响

催化剂组成对催化剂性能的影响催化剂是一种能够降低化学反应活化能并加快反应速率的物质。

它们在化学工业、环境保护、生物学等领域都有着重要的应用。

催化剂的性能取决于它们的组成。

本文将探讨催化剂组成对催化剂性能的影响。

1. 催化剂组成的基本元素催化剂通常由一种或多种物质组成,包括活性组分、载体和辅助剂等。

活性组分是参与化学反应的主要组成部分,而载体和辅助剂则提供催化剂的物理和化学支持。

2. 活性组分对催化剂性能的影响活性组分是催化剂的核心组成部分,它直接参与化学反应并决定了催化剂的活性。

活性组分的种类、形貌和分布状态等因素都会影响催化剂的活性。

以氧化铝为载体的钼催化剂为例,如果活性组分是单质钼,其催化脱氢反应的活性会发生明显的衰减。

但是,如果将钼与其他金属元素复合,往往可以增强催化剂的活性,提高反应速率和选择性。

3. 载体对催化剂性能的影响载体作为催化剂的物理支持,对催化剂的性能也有很大的影响。

常见的载体材料包括氧化物、硅胶和活性炭等。

氧化物为最常用的载体材料之一。

以氧化铝为载体的催化剂比其他氧化物载体更具有优异的性能,因为它具有较高的表面积和孔隙度,并且其负载活性组分的能力也比较强。

硅胶是另一种常用的载体材料。

与氧化铝相比,硅胶具有更多的孔隙度和大量的表面羟基,这使得硅胶可以通过表面化学反应改变催化剂的表面化学性质,从而影响催化剂的性能。

4. 辅助剂对催化剂性能的影响辅助剂是没有催化活性的成分,但可以改善催化剂的物理和化学性质。

例如,添加铕(Eu)可使活性组分颗粒的分布更均匀,从而提高催化活性。

总之,催化剂是复杂的系统,其性能受到组成和制备方法等多种因素的影响。

通过合理选择和优化催化剂的组成,可以实现更高的催化活性、增强的选择性和更长的使用寿命。

核壳贵金属催化剂的组成(二):铂基三元催化剂

核壳贵金属催化剂的组成(二):铂基三元催化剂

核壳贵金属催化剂的组成(二):铂基三元催化剂2016-08-20 13:24来源:内江洛伯尔材料科技有限公司作者:研发部PdPt@PtC试样的透射电镜图像二元或多元金属合金型电催化剂所表现出来的较好的催化活性,启发研究者将金属合金应用于核壳结构催化剂,使用合金作核或壳层,不仅可以进一步减少贵金属的用量,节约催化剂成本,还可以进一步提高催化剂的活性。

核壳型M@PtRu作为阳极催化剂具有如下优点:一方面Ru存在形成的氧化物种Ru-OH 使CO易于从Pt表面氧化脱附,增强催化剂的抗CO中毒性能,同时核与壳间的特殊效应可进一步提高催化剂的活性。

Lee等将PtRu沉积在Au纳米粒子上制备了Au@PtRu/C电催化剂,改善了PtRu的利用率,进一步提高了催化剂的比质量活性。

Zhao等使用硼氢化钠和水合肼双还原剂结合置换法将PtRu沉积在Co核上制备了Co@PtRu/MWCNTs核壳催化剂,同样显示出了对甲醇氧化良好的催化活性。

与Pt相比,Pd的储量丰富且成本较低,同时Pd具有一定的耐酸腐蚀性,因此,被广泛用作金属核构筑核壳结构电催化剂。

Adzic等制备了系列以Pd或Pd合金为核的Pd-M@Pt-M 电催化剂,其中Pd3Fe(111)@Pt电催化剂表现出与Pt(111)相近的氧还原动力学行为。

进一步研究证实Pt壳层与Pd3Fe(111)核之间存在电子相互作用,导致Pt的d带中心和电子结构发生改变,减弱了-OH ads在Pt表面的吸附,从而提高了氧还原催化活性。

廖世军等制备了一种以PdPt合金为核的二元低铂催化剂PdPt@Pt/C,该催化剂对甲醇氧化的催化活性比商业Tanaka50wt%Pt/C高3倍,且I f:I b值高达1.05(一般Pt催化剂该比值约为0.70),表明该催化剂在催化阳极甲醇氧化和抗中间产物毒化方面均具有良好的性能。

作者认为高活性可归因于该催化剂具有较高的Pt利用率,同时,XPS结果表明核与壳之间存在着电子相互作用,这种相互作用也利于催化活性的提高。

《三核钴羰基簇及其桥联配合物(Ti、Zr和稀土)为前驱体的催化剂制备及费托合成性能研究》范文

《三核钴羰基簇及其桥联配合物(Ti、Zr和稀土)为前驱体的催化剂制备及费托合成性能研究》范文

《三核钴羰基簇及其桥联配合物(Ti、Zr和稀土)为前驱体的催化剂制备及费托合成性能研究》篇一一、引言随着人类对能源的需求持续增长,能源生产及其转换技术的研发变得尤为重要。

费托合成作为一种将合成气(CO和H2)转化为液体燃料的工艺,其催化剂的研发是关键。

三核钴羰基簇及其桥联配合物以其独特的电子结构和催化活性,被广泛用于费托合成催化剂的制备。

本文将重点探讨以三核钴羰基簇为前驱体,通过与Ti、Zr和稀土元素配合物的桥联制备催化剂的方法,并对其费托合成性能进行研究。

二、催化剂的制备1. 前驱体的选择与合成本研究所选用的前驱体为三核钴羰基簇,其合成过程包括钴源的选择、羰基化反应等步骤。

同时,Ti、Zr和稀土元素的配合物作为桥联元素,通过适当的化学反应与钴羰基簇进行连接。

2. 催化剂的制备方法采用溶胶-凝胶法、共沉淀法或化学气相沉积法等方法,将前驱体与桥联元素混合,形成均匀的溶液或悬浮液。

经过干燥、煅烧等步骤,得到所需的催化剂。

三、费托合成性能研究1. 反应条件与过程费托合成反应在一定的温度、压力和空速等条件下进行。

通过控制反应条件,研究催化剂在费托合成过程中的性能。

2. 催化剂活性评价通过测定催化剂在费托合成过程中的转化率、选择性以及稳定性等指标,评价催化剂的活性。

同时,采用现代分析技术如XRD、SEM、TEM等手段对催化剂的结构和形貌进行表征。

3. 结果与讨论通过对不同桥联元素的催化剂进行费托合成性能研究,发现Ti、Zr和稀土元素的引入可以显著提高催化剂的活性。

其中,以稀土元素为桥联元素的催化剂表现出最佳的费托合成性能。

此外,催化剂的结构和形貌对其性能也有重要影响。

例如,具有较高比表面积和良好孔结构的催化剂表现出更高的活性。

四、结论本研究以三核钴羰基簇及其桥联配合物为前驱体制备了费托合成催化剂,并通过实验研究了其费托合成性能。

结果表明,Ti、Zr和稀土元素的引入可以有效提高催化剂的活性。

其中,以稀土元素为桥联元素的催化剂表现出最佳的费托合成性能。

三元复合驱体系粘度影响规律研究

三元复合驱体系粘度影响规律研究

三元复合驱体系粘度影响规律研究作者:许婧周志军张鹤川来源:《当代化工》2016年第08期摘要:为了增加三元复合驱协同效应驱油体系在油层中的有效驱油运移距离并提高最终驱油效果,本文通过室内实验和数值模拟方法,分别研究不同浓度的碱和表面活性剂在含有聚合物的溶液里面,两者对体系粘度的影响。

结果表明,表面活性剂浓度对粘度影响很小;碱浓度对粘度影响在碱浓度小于0.5%之前十分明显,但大于0.5%后趋于稳定。

关键词:三元复合驱;碱;表面活性剂;聚合物;粘度中图分类号:TE 357 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2016)08-1711-03Abstract: In order to increase effective driving oil moving distance of synergistic ASP oil displacement system to enhance the final oil displacement efficiency, laboratory experiment and numerical simulation methods were used to study the influence of different concentrations of alkali and surfactants in the solution containing polymer on the viscosity of the system. The results indicate that the concentration of surfactant has little impact on the viscosity. And when alkali concentration is less than 0.5%, effect of alkali concentration on the viscosity is very obvious, but it is stable when the concentration is more than 0.5%.Key words: ASP; alkaline; surfactant; polymer; viscosity化学驱是我国注水开发油田提高采收率的重要手段,碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱是一种大幅度提高原油采收率的驱油技术[1,2]。

化学催化剂的表面结构与性能关系

化学催化剂的表面结构与性能关系

化学催化剂的表面结构与性能关系催化剂在化学反应中起着至关重要的作用。

其表面结构决定了催化剂的性能。

本文将探讨催化剂表面结构与性能之间的关系,并分析其影响因素。

1. 催化剂的表面结构催化剂的表面结构是指其在活性位点上的构型和组成。

主要包括晶格结构、晶面结构、表面组分和缺陷等特征。

不同的表面结构具有不同的催化性能。

2. 表面结构对催化活性的影响催化剂的表面结构直接影响其催化活性。

首先,不同的表面结构会影响活性位点的物理和化学性质,从而影响反应物吸附和催化反应的进行。

其次,表面结构影响了催化剂的拓展程度和可用位点数目,进而影响反应的速率和选择性。

3. 表面结构对催化选择性的影响催化剂的表面结构对反应物吸附方式和键解离方式具有直接影响。

表面结构的微观调控可以实现对催化剂的选择性调控,使其在反应中更倾向于生成特定的产物。

因此,调控催化剂的表面结构可以提高催化反应的选择性。

4. 表面结构对催化稳定性的影响催化剂的表面结构还会影响催化剂的稳定性。

表面结构的改变可能导致活性位点的变化或者表面吸附基团的解离,从而影响催化剂的长期稳定性和使用寿命。

5. 影响催化剂表面结构的因素催化剂表面结构的形成与多种因素相关。

其中,合适的制备条件和催化剂的合成方法对表面结构的形成起着重要作用。

此外,压力、温度、反应物质质量比等因素也会对表面结构产生影响。

6. 发展趋势与研究方向为了更好地理解催化剂表面结构与性能之间的关系,研究者们正在开展一系列相关研究。

其中包括利用表面科学技术对催化剂进行表征和研究,通过测量和计算来揭示催化剂表面结构与性能之间的关系,并开发高效稳定的催化剂。

7. 总结催化剂的表面结构对其催化活性、选择性和稳定性具有重要影响。

研究者们正在努力理解并控制催化剂的表面结构,以提高催化剂的性能。

未来的研究将进一步深入表面结构与性能之间的关系,推动催化科学的发展。

以上是关于化学催化剂的表面结构与性能关系的文章。

希望本文能对您有所帮助。

不同前驱体对gC3N4微观结构及光催化性能的影响

不同前驱体对gC3N4微观结构及光催化性能的影响

的相组成、结构、形貌以及光学性质ꎮ
1. 4 光催化活性的评价
采用酸性橙Ⅱ染料来评价 g - C3 N4 的光催化活性ꎮ 具体过程是称取 g - C3 N4 100 mg 加入质量浓度 为 15 mg / L 的酸性橙Ⅱ中ꎬ经超声分散后ꎬ暗处吸附 30 min 以达到吸附平衡ꎮ 用高性能氙灯光源作为可
然降温ꎬ用玛瑙研钵研磨并干燥保存ꎮ 为了方便描述ꎬ由三聚氰胺得到的样品记为 g - C3 N4 ( M)ꎮ 其它两 种样品在同样的条件下制得ꎬ将硫脲制备的样品记为 g - C3 N4 (T)ꎬ将尿素制备的样品记为 g - C3 N4 (U)ꎮ 1. 3 催化剂的表征方法
主要采用 X 射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、紫外 - 可见漫反射光谱仪来观察样品
高温热分解有机物法主要利用富含 C、N 元素的有机物前驱体受热自身发生热分解来制备 g - C3 N4 ꎮ 有机物在缩聚过程中ꎬ会先形成一种层状结构的中间体———蜜勒胺(2ꎬ5ꎬ8 - 三氨基 - 3 - 三嗪) ꎬ随后蜜 勒胺进一步受热缩合成 g - C3N4ꎮ 高温热解法对实验设备要求较低ꎬ 过程简单易行ꎬ 产率高ꎬ 适用于大 规模工业生产ꎬ因此逐渐成为制备 g - C3 N4 的常用方法ꎮ 然而以不同前驱体制备的 g - C3 N4 形貌和结构 差异较大ꎬ产率差别较大ꎬ光催化活性影响也不尽相同ꎮ 因此ꎬ本文选用三聚氰胺、硫脲、尿素作为前驱体ꎬ 采用高温热分解法制备 g - C3 N4 ꎬ通过 XRD、SEM、FT - IR 对制备的 g - C3 N4 进行结构表征ꎬ利用 UV - vis DRS 探讨了 g - C3 N4 的光吸收性能ꎬ并比较了三个样品的光催化性能ꎬ以达到考察前驱体对产物微观结 构与催化性能的影响ꎬ并筛选出最佳性能的光催化剂的目的ꎮ

前驱体化学组成对聚酰亚胺基碳纤维结构和性能的影响

前驱体化学组成对聚酰亚胺基碳纤维结构和性能的影响

碳纤维具有高比强度、高比模量、优异的热传导 性、低 热 膨 胀 系 数,常 作 为 复 合 材 料 增 强 体,被 广 泛 应用 于 航 空、航 天 及 军 工 等 领 域[13]。 聚 丙 烯 腈
(PAN)为碳纤维常用的前驱体,PAN 基碳纤维具有 良好的拉 伸 强 度、压 缩 性 能、高 碳 收 率 等[4]。 然 而,
PAN 基碳纤维的制备过程中必须先经历预氧化过 程,使其线 形 结 构 转 变 为 耐 热 梯 形 结 构[5]。 但 预 氧
化过程繁杂且难以控制,因此,研究者们开始选用无
需进行预氧化的前驱体制备碳纤维,例如酚醛基、聚 对苯撑苯并二恶唑(PBO)基碳纤维[6]。
聚酰亚胺(PI)具有化学规整度的刚性链以及酰 亚胺环结 构,其 主 链 中 有 大 量 含 氮 五 元 杂 环、苯 环 等,含碳量高 达 到 70%[78],再 加 上 芳 杂 环 产 生 共 扼 效应,使其在碳化过程中碳的积累量更大,利于石墨 结构形成,可作为碳材料前驱体[9]。早在 1975 年, 开始展开 PI薄膜碳化的研究,随后研究人员通过采 用商品化的 Kapton、Novax等 PI薄膜进行碳化和石 墨化,获得了具有高度石墨化、良好电导率和高磁致 电阻的碳 膜[1012]。 在 我 国,一 些 研 究 小 组 于 本 世 纪
第13卷 第4期 2018年2月
中国科技论文 CHINASCIENCEPAPER
Vol.13No.4 Feb 结构和性能的影响
张梦颖,牛鸿庆,武德珍
(北京化工大学材料科学与工程学院,北京 100029)
摘 要:为优化聚酰亚胺(polyimide,PI)基碳纤维的结构和性能,通过改变二胺单体配比,采用湿法纺丝技术制备出不同化学组 成的 BPDA/PDA/ODA 体系 PI纤维,随后经1500 ℃连续高温处理后得到 PI基碳纤维。采用傅里叶变换红外光谱(Fourier transforminfraredspectroscopy,FTIR)、热重红外联用(thermogravimetricinfraredradiation,TGIR)、元素分析仪(elementalan alyzer,EA)、Raman光谱、广角 X衍射(wideangleXraydiffraction,WAXD)和扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope, SEM)等方法探究 PI纤维化学组成对其碳纤维结构和性能影响。结果表明,所制备的 PI基碳纤维表面光滑、结构致密,碳收率 和含碳量分别高于45%和90%,具有良好的导电性能。随着二胺单体 PDA/ODA 摩尔配比的增大,所得 PI基碳纤维微晶结构 更加完善,碳收率、含碳量、石墨化程度和导电性能提高。并提出了碳化过程中纤维化学结构变化的假想,PI纤维侧向有序度和 平面规整度越高,PI基碳纤维微晶结构越完善。

三元催化剂对汽车尾气排放的催化剂降解研究

三元催化剂对汽车尾气排放的催化剂降解研究

三元催化剂对汽车尾气排放的催化剂降解研究近年来,随着汽车的普及和城市化进程的不断加速,汽车尾气成为一个不可忽视的环境污染源。

尾气中包含大量的有害气体,如CO、NOx、HC等。

这些有害气体对空气质量和人类健康造成了严重影响,因此减少汽车尾气排放已经成为一个亟待解决的问题。

目前,采用催化剂技术是降低汽车尾气排放的主要手段之一。

催化剂通过促进有害气体的化学反应,将其转化为无害物质,从而达到减少尾气排放的目的。

而三元催化剂作为汽车尾气催化转化领域的一种新材料,近年来备受关注。

三元催化剂是由一种氧化物、一种稀土元素的氧化物和一种金属氧化物制成。

它与传统的双金属 (Pd, Pt) 催化剂相比具有更高的催化活性和稳定性,因此在实际应用中具有很大的优势。

特别是在降低氮氧化物 (NOx) 排放方面,三元催化剂表现出了非常卓越的性能。

三元催化剂的催化原理主要涉及三个步骤:氧化、稀土元素活化和金属氧化物协同作用。

氧化是指氮氧化物和氧气发生氧化反应生成NO2的过程。

稀土元素活化指的是稀土元素氧化物表面形成的氧化还原中心与NOx反应生成N2和H2O。

金属氧化物协同作用是指金属氧化物表面形成的氧化还原中心与稀土元素氧化物表面形成的氧化还原中心相互协作完成的。

三元催化剂的催化效率受到多种因素的影响,主要包括催化剂的化学成分、结构形貌、制备工艺等。

首先,对于三元催化剂来说,催化剂中的金属、氧化物和稀土元素的组成比例要严格掌握。

其中,金属的含量应该在活性催化剂的范围内,氧化物的含量应该能够确保稀土元素的活性和化学反应的顺利进行,稀土元素的含量也应该控制在较低的水平以防止浪费。

其次,三元催化剂的结构形貌对于其催化性能的影响也非常重要。

近年来,研究人员发现,三元催化剂的晶体缺陷和异质结构等结构特征对催化性能的影响十分显著。

最后,制备过程中的温度、反应时间、还原气氛等都会对三元催化剂的催化性能产生影响。

因此,制备工艺的改进也是提高三元催化剂催化效率的重要途径。

乙烯三聚催化剂配位方式与性能关系的研究

乙烯三聚催化剂配位方式与性能关系的研究

北京化工大学硕士学位论文乙烯三聚催化剂配位方式与性能关系的研究姓名:***申请学位级别:硕士专业:应用化学指导教师:***2003.3.16北京化工大学硕士学位论文乙烯三聚催化剂配位方式与性能关系的研究摘要。

(t一己烯作为线性低密度聚乙烯和高密度聚乙烯的重要共聚单体,能明显提高聚乙烯树脂的抗冲击强度、抗撕裂程度及延长使用寿命。

现今欧、美、日等发达国家1一己烯共聚树脂已占共聚产品总量的55%以上,而在我国由于缺乏1一己烯产品,大部分石化公司迄今还没有l~己烯共聚树脂牌号产品。

1一已烯的生产己成为我国聚烯烃生产发展的瓶颈。

y乙烯三聚法制1一己烯自九十年代初期开始受到广泛的关注和研究。

其优点是l一己烯选择性高,生产工艺简单。

本文系统考察了以异辛酸铬、2,5一二甲基吡咯、三乙基铝和四氯乙烷组成的四元体系催化剂。

通过运用动态红外等手段对催化剂体系组分之间相互作用及配位方式进行了研究。

通过试验得出了催化剂体系最佳的反应条件,在最佳的反应条件下,确定了Cr在反应体系中的最佳浓度为0.07mmol/L,以及最佳的的催化剂体系配比为N/Cr=5,Cl/Cr=15,Al/Cr=90。

根据其活性中心的配位键的变化联系实际的■_o‘-_-_一试验结果,研究了乙烯三聚催化剂体系添加顺序对反应结果的影响。

通过研究,使催化剂可以具备比较好的活性和选择性,同时有效的避免不佳条件引起的失活的因素。

北京化工大学硕士学位论文通过本项研究,可以对乙烯三聚机理有了新的认识,更好的控制乙烯三聚的反应过程,得到高产率的l一己烯。

同时,也为乙烯三聚工业化的生产提供一些数据,使1一己烯生产规模化,所以这项研究在烯烃工业中具有重要的意义。

/关键词1一己烯,-,,三聚,催化剂j(STUDYoNCATALYSTSYSTEMFoRTHESELECTlVETRIMERIZATIoNoFETHYLENETO1.HEXENEAsallimportantcomonomerinpolyethylene,1-hexeneisusedintheproductionofhighdensitypolyethylene(HDPE)andlineardensitypolyethylene(LLDPE).1-Hexenemodifiestheprocessingandmechanicalpropertiesofthepolymer,impartinggreaterstrengthandthoughnessNowadays,1-HexeneCO-polymerizationresinhasbeen55%percentofthetotalcopolymerinmanydevelopedcountriessuchastheUn“edandJapan,butithasnotbeenproducedinChina.States,EuropeTheresearchofethylenetrimerizationtoHexene一1waspopularatthebeginningof1990s’.Thecatalystsystemsof【Cr(2一ethylhexanoate)3/2,5一dimethylpyrrole/triethylaluminum/tetrachloroethane]wasstudiedrespectively.ThisprojectusestheanalyticmethodofFTIRinsitutoresearchthecomponent,structureandcoordinatemodeofthecatalystsystem.Preferredreactiveconditionisbediscovered,andthebestconcentrationofCrincatalystsystemis0.07mmol/L.ConclusionsincludethatthebestproportionincatalystsystemisN/Cr=5,C1/Cr=15,A1/Cr=90.Accordingthechangesofcoordinatebondandrelatingwithexperimentalresults,influenceofsequenceinaffixionhasbeendiscussed.Sothat,catalysthaspreferredactivityandselectivity,conclusionsavoideffectivelycauseofinactivationThisresearchbringsforwardnewviewsonmechanismofethylenetrimerization,whichreactiveprocessofethylenetrimerizationcanbecontrolledby.Alotofvaluedataisbeprovided,andactuatesolefinindustry.Thereforethisprojecthasimportantsignificanceinolefinindustryofchina.KEYWORDS:l-hexeneethylenetirmerizationcatalyst北京化工大学学位论文原创性声明Y501019本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。

三元前驱体:关键在于创新和性能

三元前驱体:关键在于创新和性能

未来的三元前驱体将需要满足更多的性能和技术要求。

例如,它们需要有更高的能量密度、更快的充电速度、更长的使用寿命,以及更好的安全性和环保性。

此外,它们还需要能够在各种不同的应用环境中表现出色。

在这个过程中,研究和开发新的技术和材料是非常重要的。

同时,我们也需要探索新的生产工艺和方法,以更有效地制造这些高性能的三元前驱体。

这将需要一个多元化的技术团队,包括化学家、材料科学家、工程师和行业专家之间的紧密合作。

总的来说,三元前驱体的未来充满了无限的可能性。

随着技术的不断进步和研究的深入,我们有理由相信,未来的三元前驱体将带来更多的惊喜和机遇。

无论是在电动汽车、混合动力汽车还是任何其他应用领域,三元前驱体的创新和进步都将为我们创造一个更美好、更绿色、更可持续的未来。

三组Pt- RuC催化剂前驱体对其性能的影响

三组Pt- RuC催化剂前驱体对其性能的影响
关键词: 直接甲醇燃料电池, 前驱体, Pt鄄Ru/C 催化剂, 甲醇电氧化, 电催化活性 中图分类号: O646
直接甲醇燃料电池(DMFC)直接以甲醇为燃料, 在电极上反应转变成电能, 无需复杂的甲醇重整制 氢过程, 具有结构简单、能量密度高、环境污染小等 特点. 甲醇来源丰富、价格低廉、贮存携带方便, 特别 适用于手机、笔记本电脑等小型移动电子设备[1鄄3], 具 有广阔的发展前景. 但目前 DMFC 的发展面临的主 要障碍之一是甲醇阳极氧化过电位太大, 活化极化 严重, 需进一步提高阳极电催化剂的活性[4]. Pt鄄Ru/C 催化剂具有较好的抗 CO 中毒的能力和较高的甲醇 电催化氧化活性. 在 DMFC 中已得到广泛应用 . [5鄄6] Pt鄄Ru/C 催化剂的催化活性受多种因素影响, Pt鄄Ru 前驱体对催化剂的性能影响十分显著, 且采用不同 的前驱体催化剂的制备方法不同[7].
图 5 为三组不同前驱体所制备的催化剂对甲
图 4 不同前驱体制备的催化剂对甲醇电催化氧化的阶跃 电位曲线
Fig.4
Chronoamperometric curves of methanol electrooxidation in a solution of 0.5 mol·L-1 CH3OH and 0.5 mol·L-1 H2SO4 at 25 益 on catalysts prepared from different precursors
图 1 不同前驱体制备的催化剂的 XRD 图谱 Fig.1 XRD patterns of catalysts prepared from
different precursors
表 1 不同前驱体制备催化剂的粒径 Table 1 Particle size of Pt鄄Ru/C catalysts prepared from

前驱体间断法操作过程中的问题

前驱体间断法操作过程中的问题

前驱体间断法操作过程中的问题
下面列举了几个常见的问题及解决方法:
1. 前驱体储存不当:如果前驱体在储存过程中没有得到妥善保护,可能会受到潮湿、高温等环境因素的影响,导致品质下降。

解决方法是确保储存环境干燥、适宜温度,并按照规定的时限使用前驱体。

2. 前驱体配比错误:在操作过程中,前驱体的配比对产品的性能起着至关重要的作用。

如前驱体的用量、溶剂比例等不正确,可能会导致制品性能不符合要求。

解决方法是仔细按照工艺要求进行前驱体的配比,并进行精确的称量和混合操作。

3. 工艺参数控制不当:前驱体间断法操作中,工艺参数的控制至关重要。

如温度、压力、时间等因素未掌握好,可能会导致产品品质不稳定。

解决方法是严格按照工艺要求控制每一道工序的参数,确保在可控范围内稳定操作。

4. 人员技术水平不过关:前驱体间断法操作需要熟练的技术操作和丰富的经验,如果操作人员技术水平不过关,可能会影响产品的质量。

解决方法是加强操作人员的培训和技能提升,确保其能够熟练掌握操作技术。

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图 2 不同前驱体制备的催化剂的 TEM 照片 Fig.2 TEM micrographs of catalysts prepared from different precursors (a) from H2PtCl6+RuCl3, (b) from (NH4)2PtCl6+Ru(OH)3, (c) from Pt(NH3)2(NO2)2+Ru compound
关键词: 直接甲醇燃料电池, 前驱体, Pt鄄Ru/C 催化剂, 甲醇电氧化, 电催化活性 中图分类号: O646
直接甲醇燃料电池(DMFC)直接以甲醇为燃料, 在电极上反应转变成电能, 无需复杂的甲醇重整制 氢过程, 具有结构简单、能量密度高、环境污染小等 特点. 甲醇来源丰富、价格低廉、贮存携带方便, 特别 适用于手机、笔记本电脑等小型移动电子设备[1鄄3], 具 有广阔的发展前景. 但目前 DMFC 的发展面临的主 要障碍之一是甲醇阳极氧化过电位太大, 活化极化 严重, 需进一步提高阳极电催化剂的活性[4]. Pt鄄Ru/C 催化剂具有较好的抗 CO 中毒的能力和较高的甲醇 电催化氧化活性. 在 DMFC 中已得到广泛应用 . [5鄄6] Pt鄄Ru/C 催化剂的催化活性受多种因素影响, Pt鄄Ru 前驱体对催化剂的性能影响十分显著, 且采用不同 的前驱体催化剂的制备方法不同[7].
在上海辰华仪器公司的 CHI630A 电化学分析 仪上进行测试. 实验采用常规三电极体系的电解池,
2005鄄01鄄05 收到初稿, 2005鄄03鄄30 收到修改稿. 联系人:尹鸽平(E鄄mail:yingphit@;Tel:0451鄄86413707). 鄢黑龙江省自然科学 基金(B0201)及哈尔滨工业大学基金(HIT. 2001. 39)资助项目
取 10.0 mg Pt鄄Ru/C 催化剂, 配制成 2 g·L-1 的 水相悬浮液, 超声波分散 10 min, 形成墨状浆液. 用 微升移液器移取 5 滋L 浆液, 涂于直径为 3 mm 的玻 碳电极表面, 于 60 益干燥, 电极表面 Pt鄄Ru 金属催 化剂载量 28 滋g·cm-2. 移取 5 滋L 5%(w)的 Nafion 溶 液至电极表面, 于 60 益干燥, 形成带有 Nafion 膜的 催化层, 膜的厚度约为 0.05 滋m[8]. 1.2.2 电化学测试
图 3 为三组不同前驱体制备的催化剂对甲醇 电催化氧化的循环伏安曲线. 从图 3 可以看出, 不 同前驱体制备的催化剂对甲醇电催化氧化的起峰 电位几乎相同, 为 0.6园 V(vs RHE)左右, 峰电位也相 同, 为0.88 V(vs RHE)左右. 以 Pt(NH3)2(NO2)2 和自制 含钌化合物为前驱体的催化剂峰电流密度最大, 为 11.5 mA·cm-2, 是以(NH4)2PtCl6 和 Ru(OH)3 为前驱 体的催化剂的 2 倍. 以 H2PtCl6 和 RuCl3 制备的催化 剂对甲醇的电催化氧化活性最低.
2 实ห้องสมุดไป่ตู้结果
2.1 催化剂的物相结构 图 1 为三组不同前驱体制备的催化剂的 XRD
图谱. 从图1可以看出, 除左侧第一个衍射峰(对应载 体碳的 C(002))外, 三种前驱体制备的催化剂都含有 Pt的面心立方晶格(fcc)的4个峰(分别对应于铂晶体 的 (111)、(200)、(220) 和 (311) 晶 面 );以 H2PtCl6 +Ru Cl3 和自制(NH4)2PtCl6+ Ru(OH)3 为前驱体的催化剂, Pt 和Ru没有完全形成合金;在Pt的(111)、(200)峰之间 2兹为43.9毅处还有一个比较尖锐的衍射峰, 为Ru金属 (101)晶面的衍射峰[10]. 而以Pt(NH3)2 (NO2)2 和自制含 钌化合物为前驱体制备的催化剂, Pt 和 Ru 形成较
图 4 为三组不同前驱体制备的催化剂对甲醇 电催化氧化的阶跃电位曲线. 从图中可以看出, Pt (NH3)2(NO2)2 和自制含钌化合物制备的催化剂对 甲醇具有最大的电催化氧化电流密度, 即具有最高 的催化活性. (NH4)2PtCl6 和 Ru(OH)3 为前驱体的催 化剂次之, H2PtCl6 和 RuCl3 制备的催化剂对甲醇的 电催化氧化电流密度最小, 其结果与 CV 曲线测试 结果相同. 2.4 催化剂的稳定性
No.员园
尹鸽平等:三组 Pt鄄Ru/C 催化剂前驱体对其性能的影响
1157
研究电极为涂有催化剂的玻碳电极, 辅助电极为 1 cm2的 Pt 片 , 参 比 电 极 为 可 逆 氢 电 极 ( reversible hy凿则燥早en electrode , RHE ) . 电 解 液 为 0 . 5 mol·L -1 CH3OH 和 0.5 mol·L-1 H2SO4 混合溶液. 用循 环伏 安、阶跃电位和记时电流曲线对催化剂性能进行测 试. 循环伏安曲线测量范围为 0.05耀1.2 V, 扫描速率 为 0.02 V·s-1;阶跃电位曲线测试从 0.1 V 阶跃到 0.8 V, 记时电流曲线测试电位为 0.8 V, 测试 1000 s. 实验测试温度为(25依1) 益. 1.3 催化剂的表征
催化剂的物相结构测定在日本理学 D/max鄄rB 自动 X 射线衍射仪上进行, 使用 Cu K琢 射线源, 工 作电压 45 kV, 工作电流为 100 mA, 扫描速率为 4 (毅)·min-1, 扫描角度分辨率0.05毅, 2兹扫描范围为10毅耀 90毅;催化剂的表面形貌观察采用日本 JEOLJEM鄄 1200EX 透射电子显微镜, 分散液为无水乙醇, 工作 电压为 100 kV, 放大倍数为 200000.
scan rate:20 mV·s-1
粒. 可以看出, 以 H2PtCl6+RuCl3 和自制(NH4)2PtCl6+ Ru(OH)3为前驱体制备催化剂的铂钌颗粒在碳载体 表面分散不匀, 催化剂粒径较大;而以Pt(NH3)2 (NO2)2 和自制含钌化合物为前驱体制备的催化剂颗粒很 小, 分散均匀. 由 TEM 照片统计计算的铂钌颗粒的 平均粒径与 XRD 结果基本一致. 2.3 催化剂的活性
1156
物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) Acta Phys. 鄄Chim. Sin., 2005, 21(员园):1员缘6耀员员60
O糟贼燥ber
三组 Pt鄄Ru/C 催化剂前驱体对其性能的影响鄢
王振波 尹鸽平 史鹏飞
(哈尔滨工业大学应用化学系, 哈尔滨 150001)
摘要 分别以三组不同的 Pt 和 Ru 化合物为前驱体, 采用热还原法制备了 Pt鄄Ru/C 催化剂, 比较不同前驱体对 催化剂性能的影响;通过 XRD 和 TEM 技术对催化剂的晶体结构及微观形貌进行了分析. 结果表明以 H2PtCl6+ RuCl3 和自制(NH4)2PtCl6+Ru(OH)3 为前驱体的催化剂 Pt 和 Ru 没有完全形成合金状态, 在 Pt(111)和 Pt(200)之间 有 Ru(101)存在;以 Pt(NH3)2(NO2)2 和自制含钌化合物为前驱体制备的催化剂未检测出 Ru 金属或其氧化物的衍 射峰, Pt鄄Ru 颗粒在载体上分散均匀, 粒径最小, 为 3.7 nm. 利用玻碳电极测试了循环伏安、记时电流和阶跃电位 曲线, 考核了上述催化剂对甲醇阳极催化氧化活性的影响;结果表明:以 Pt(NH3)2(NO2)2 和自制含钌化合物为前 驱体制备的催化剂对甲醇的电催化氧化活性最高, 循环伏安曲线峰电流密度达 11.5 mA·cm-2.
different precursors
Precursors H2PtCl6+RuCl3
Particle size(nm)
17.6
(NH4)2PtCl6 + Ru(OH)3
7.5
Pt(NH3)2(NO2)2 + Ru compound
3.7
好的合金状态, XRD 图谱上没有出现 Ru 金属的衍 射峰. 根 据 XRD 图 谱上 Pt 的 (111) 晶面半 峰宽 (FWHM), 用 Debye鄄Sherrer[11]公式计算得出催化剂 粒径列于表 1 中.
1158
Acta Phys. 鄄Chim. Sin. (Wuli Huaxue Xuebao), 2005
Vol.21
E/V(vs RHE)
图 3 不同前驱体制备的催化剂对甲醇电催化氧化的 循环伏安曲线
Fig.3
Cyclic voltammograms of methanol electrooxidation in a solution of 0.5 mol·L-1 CH3OH and 0.5 mol·L-1 H2SO4 at 25 益 on catalysts prepared from different precursors
本文采用热还原法, 分别以三组不同的 Pt、Ru 化合物为前驱体制备了 Pt鄄Ru/C 催化剂, 对催化剂 的表面特性和催化活性进行考察. 比较了不同前驱 体对 Pt鄄Ru/C 催化剂性能的影响.
1 实验部分
1.1 催化剂的制备 取适量的 Vulcan XC鄄72 碳加入异丙醇溶液中,
用超声波分散, 形成悬浊液, 向溶液中加入不同的Pt、
图 5 为三组不同前驱体所制备的催化剂对甲
图 4 不同前驱体制备的催化剂对甲醇电催化氧化的阶跃 电位曲线
Fig.4
Chronoamperometric curves of methanol electrooxidation in a solution of 0.5 mol·L-1 CH3OH and 0.5 mol·L-1 H2SO4 at 25 益 on catalysts prepared from different precursors
Ru 前驱体(自制六氯铂酸铵[(NH4)2PtCl6]和氢氧化钌 [Ru(OH)3], 或二亚硝基二氨合铂[Pt(NH3)2(NO2)2]和 自制含钌化合物[7], 或氯铂酸[H2PtCl6]和三氯化钌 [RuCl3], Pt、Ru 原子比为 1颐1), 使前驱体均匀分散在 碳载体上, 然后在 70 益恒温搅拌下干燥, 放入管式 炉中, 用 匀圆 和 粤则(质量比 1颐9)还原, [Pt(NH3)2(NO2)2] 和自制含钌化合物或 H2PtCl6 和 RuCl3 为前驱体的 还原条件为 360 益, 2 h, (NH4)2PtCl6 和 Ru(OH)3 为前 驱体的还原条件为 360 益, 1 h, 还原后取出放入真 空容器中保存. Pt鄄Ru 的金属质量分数为 20%. 1.2 催化剂的活性评价 1.2.1 工作电极的制备
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