低纳米Pt在介孔空心碳半球上的稳定负载及其高效氧还原催化性能

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生物质油催化加氢脱氧HDO反应机理及催化剂研究进展

化工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2020年第39卷第S1期生物质油催化加氢脱氧（HDO ）反应机理及催化剂研究进展练彩霞1，2，李凝1，蒋武1，马浩1，彭瀚1，2（1广东石油化工学院化学工程学院，广东茂名525000；2湘潭大学化学工程学院，湖南湘潭410001）摘要：对近年来生物质油催化加氢脱氧催化剂的制备、催化性能和反应机理的研究进展进行了整理总结。

重点对贵金属催化剂、过渡金属催化剂和硫、氮、碳、磷等金属化合物催化剂的制备方法、催化性能和作用机理进行了概述，并分析了加氢脱氧催化剂的失活原因，同时提出生物质油加氢脱氧反应催化剂的未来发展方向：三维有序大孔（3DOM ）钙钛矿氧化物的应用可能在提高催化剂的催化性能有作用。

关键词：生物质油；加氢脱氧；催化剂；反应机理；失活；钙钛矿氧化物中图分类号：TQ032.4；O643.38；O643.32文献标志码：A文章编号：1000-6613（2020）S1-0153-10Research progress on reaction mechanism and catalysts for catalytichydrodeoxygenation(HDO)of biomass oilLIAN Caixia 1，2，LI Ning 1，JIANG Wu 1，MA Hao 1，PENG Han 1，2(1College of Chemical Engineering,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,Guangdong ,China;2College of Chemical Engineering,Xiangtan University,Xiangtan 410001,Hunan,China)Abstract:In this paper,the research progress on the preparation,catalytic performance and reaction mechanism of biomass oil catalytic hydrodeoxygenation catalysts in recent years are summarized.The preparation methods,catalytic performance and mechanism of noble metal catalysts,transition metal catalysts and sulfides,carbides,nitrides,phosphide catalysts were mainly discussed.The reasons for the deactivation of the hydrodeoxygenation catalyst were analyzed,and the future development of the biomass oil hydrodeoxygenation catalysts was also proposed:the application of three-dimensional ordered mesoporous (3DOM)perovskite oxide may play a role in improving the catalytic performance of the catalyst.Keywords:biomass oil;hydrodeoxygenation;catalyst;reaction mechanism;deactivation;perovskite oxide 随着世界经济的快速发展和工业化水平的不断提高，世界对能源的需求不断上升，据国际能源署（IEA ）预测，到2040年，全球能源需求将从2009年的约120亿吨石油当量增至180亿吨或170亿吨，能源需求将增长逾四分之一，二氧化碳排放量预计将从每年290亿吨增加到430亿吨或360亿吨[1]。

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。

碳化钼纳米材料的制备及电催化析氢性能

碳化钼纳米材料的制备及电催化析氢性能杨盼;石松;代斌;刘志勇;郭旭虹;彭邦华【摘要】为了解决电解水反应过程中金属Pt电催化析氢材料因价格昂贵导致电解水制氢成本过高的问题,本实验采用廉价易得的三聚氰胺和钼酸铵为原材料,通过800℃焙烧反应制备出了析氢催化剂碳化钼(Mo2C),并利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、元素微区扫描(mapping)对其晶型结构、形貌和颗粒尺寸、元素种类、含量及分布进行了表征分析,在0.5 mol/LH2SO4溶液中对Mo2C进行了电解水析氢活性与稳定性的性能测试,结果表明:此法制备的Mo2C电极材料析氢性能良好,电极工作13 h后依然稳定.本论文提供了一种制备Mo2C的简便方法,其作为析氢电催化材料可广泛应用于电解水制氢,以此缓解全球能源枯竭及环境问题.【期刊名称】《石河子大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(036)003【总页数】6页(P370-375)【关键词】碳化钼;电催化;析氢材料【作者】杨盼;石松;代斌;刘志勇;郭旭虹;彭邦华【作者单位】石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003;石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003;石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003;石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003;石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003;石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003【正文语种】中文【中图分类】O643.36随着当今世界科学技术的快速发展以及人类文明的不断进步，人们在享受科技创新成果的同时，也面临着化石燃料使用所引起的能源短缺及环境污染等一系列问题[1-2]。

助催化剂Pt-Co合金纳米颗粒的合成及光催化制氢活性

助催化剂Pt-Co合金纳米颗粒的合成及光催化制氢活性段丽璇;陆盼;张金星;吴强;姚伟峰【摘要】Pt-Co alloy nanoparticles in different proportions were synthesized by hydrothermal method,the sizes of which were about 4 nm.The Pt-Co alloy nanoparticles were loaded on the surface of commercial CdS as cocatalyst.The nanoparticles were characterized by X-ray diffraction (XRD),transmission electron microscope (TEM),selected area electron diffraction (SAED),energy spectrum analysis (EDS) and so on.The results indicated that Pt-Co alloy nanoparticles were synthesized successfully and loaded perfectly on the surface of commercial CdS.The performances of splitting water to achieve hydrogen under visible light were tested on the condition of simulative solar light.The results illuminated that the performance was best when the molar ratio of Pt and Co was 3 ∶ 1,1 049μmol/h.The photo-quantum efficiency was up to36 ％,which was equal to pure Pt.%采用水热法合成了粒径在4 nm左右的不同比例的Pt-Co合金纳米颗粒,作为助催化剂负载在商业CdS表面.用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、能谱分析(EDS)等技术对其进行表征.结果表明,确实合成了Pt-Co合金且负载良好.样品在模拟太阳光的条件下,测试其可见光分解水制氢性能,结果表明,n(Pt):n(Co)=3:1时产氢性能最佳,为1 049 μmol/h,光量子效率达到36％,与纯铂性能相当.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2017(048)010【总页数】6页(P10024-10028,10035)【关键词】光催化;Pt-Co合金;助催化剂;制氢【作者】段丽璇;陆盼;张金星;吴强;姚伟峰【作者单位】上海电力学院环境与化学工程学院,上海200082;上海电力学院环境与化学工程学院,上海200082;上海电力学院环境与化学工程学院,上海200082;上海电力学院环境与化学工程学院,上海200082;上海电力学院环境与化学工程学院,上海200082【正文语种】中文【中图分类】TQ426.98伴随着能源的短缺和环境污染问题，大力开发环境友好型新能源迫在眉睫[1]。

Pt纳米颗粒在氮掺杂空心碳微球上的高分散负载及其氧还原性能

物理化学学￣（ＷｕｌｉＨｕａｘｕｅＸｕｅｂａｏ１
ＡｃｔａＰ．－Ｃｈｉｍ．Ｓｉｎ．２０１３，２９（６），１２９７－１３０４［Ａｒｔｉｃｌｅ］ｄｏｉ：１０．３８６６／ＰＫＵ．ＷＨＸＢ２０１３０４０１１１２９７ｗｗｗ．ｗｈｘｂ．ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
Ｗｅｌｌ — ＤｉｓｐｅｒｓｅｄＰＩａｔｉｎｕｍＮａｎｏｐａｒ－ｔｉｃＩｅｓＳｕｐｐｏｒｔｅｄｏｎＮｉｔｒｏｇｅｎ－ＤｏｐｅｄＨｏｌｌｏｗＣａｒｂｏｎＭｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓｆｏｒＯｘｙｇｅｎ・ＲｅｄｕｃｔｉｏｎＲｅａｃｔｉｏｎ
ａｓｓｉｓｔｅｄｒｅｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ．ｓｕｆｒａｃｅａｒｅａ．ａｎｄｐｏｒｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅＮ．ＨＣＭＳ
ｐｏｌｙ（ｄｏｐａｍｉｎｅ）．ＰＩａｔｉｎｕｍ（Ｐｔ）ｎａｎｏｐａ￣ｉｃｌｅｓ（ＮＰｓ）ｗｅｒｅｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎｔｏｔｈｅＮ．ＨＣＭＳｖｉａａｍｉｃｒｏｗａｖｅ－
Ｎｏｎ－ＦｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌＲｅｓｅａｒｃｈ．Ｘｉａｎ７１００１Ｒ．Ｃｈｉｎａ）

单原子催化剂

工作介绍
热处理+气体辅助策略，制备单原子 MOF基催化剂
作者通过一种简单而新颖的方法来合成催化剂(Bi SAs/NC)，通过热处理及吸附，将Bi-MOF和双氰胺DCD在Ar氛围下，依次放置陶瓷容器，来合成 Bi单原子催化剂。在氮掺杂的碳骨架中存在大量 Bi-N4活性位点，且具有明显的分层孔隙率，可高效电催化二氧化碳还原。
工作介绍
通过控制中心金属的配合形式，来提高单原子位点的氧还原活性
调整活性中心的电子结构是提高催化剂性能的有效策略。在此，作者报道了一种原子分散催化剂(FeCl1N4/CNS)，它首次通过配位氯控制中心金属的电子结构极大优化了 ORR性能。FeCl1N4/CNS的半波电势为E1/2=0.921V，具有良好的耐甲醇性和出色的稳定性。实验和DFT结果表明，Fe与氯的近程相互作用和与硫的远程相互作用调节了活性位点的电子结构，从而大大提高了碱性介质的ORR性能。
工作介绍
原位TEM直接观察——贵金属纳米粒子转变为热稳定的单原子
本文研究了贵金属纳米颗粒(Pd，Pt，AuNPs)，在高温、惰性气氛中可以转变为热稳定单原子 (Pd ， Pt ， Au-SAs) 。通过 SEM和XRD证实了金属单原子的原子分散，通过原位TEM实时观测动态转化过程，利用 DFT 模拟计算深入解释了其转化的机理。
工作介绍
利用离子交换法，制备高密度单原子Pt催化剂，提升H2O2的电合成效率
该工作采用基于氧化还原反应的阳离子交换法，合成了负载在空心CuSx球壳上的单原子Pt催化剂。其中Pt原子所占比例高达24.8 at% 。在酸性溶液溶液中，在 0.05-0.7V 内，催化剂将 O2 还原为 H2O2 的选择性高达 92%-96%。 EXAFS结果表明，Pt更倾向于与S而不是Pt配位。这使高浓度的Pt以单原子的形式分散在CuSx球壳中，并避免了其团聚。高度共价的Pt-S键可实现高密度单原子Pt 位点及提高H2O2的电合成效率。

纳米催化剂的发展现状及制备方法

纳米催化剂的发展现状及制备方法赵兵（四川省化学工业研究设计院，四川成都,610041）摘要纳米催化剂因其独特的物理化学性质使其相比传统的催化剂具有无法比拟的优势,基于此,综述了纳米催化剂常用的制备方法以及具有代表性的纳米催化剂的研究现状,并介绍了纳米催化剂在能源、化工以及环境领域中的实际应用，最后提出了纳米催化剂未来可能的研究方向及建议。

关键词：纳米催化剂发展现状制备方法纳米技术产生于20世纪80年代末，是目前正在迅速发展的一种高新技术,纳米材料的定义为:在三维空间中至少有一维是处于纳米尺度范围该类材料由于其比表面积大、表面原子及活性中心数目多等优点而广泛应用于催化剂领域。

此外，纳米材料也广泛应用于石油化工、能源、生物和环保等领域。

1纳米催化剂的发展现状纳米催化剂包括负载型以及非负载型催化剂，负载型催化剂包括负载金属和金属氧化物等;非负载型催化剂包括金属及其氧化物、分子筛以及生物纳米催化剂等。

下面对几种常见的纳米催化剂现状进行介绍。

1.1金属纳米催化剂该类催化剂主要包括贵金属纳米催化剂，如Pt、Pd等贵金属的纳米粒子、过渡金属催化剂，如Ni、Cu、Fe等单组份纳米粒子、合金催化剂即两种以上金属原子组成以及金属簇纳米催化剂，如Pt族纳米金属簇。

贵金属中，Au具有化学惰性，因此，研究者对其催化性能的研究较少。

随着纳米技术的发展,Au 的性能得到了改善，使得Au可以作为活性组分负载在载体上形成催化活性较高的催化剂。

有研究表明,纳米金催化剂可以应用在催化氧化CO、水煤气转换、有机物燃烧等方面过渡金属纳米催化剂与传统催化剂相比,催化性能更优异并且选择性较好,Yabe等3利用纳米铁颗粒催化乙烘裂解制得碳纳米管阵列。

合金型纳米催化剂由于其较高的配位不饱和度以及比表面积而具有优异的催化活性。

Bock等4人将Pt和Ru负载在碳材料上用于甲醇的氧化反应，结果表明,该合金型的纳米催化剂具有很好的催化性能。

1.2金属氧化物纳米催化剂金氧化纳米催化剂应，过渡金氧化、主金氧化金合氧化纳米催化剂等。

介孔碳材料及负载金属催化剂表征

介孔碳材料及负载金属催化剂表征摘要：介孔材料作为纳米材料的一个重要发展,已成为国际科技界普遍关注的新的研究热点.本文综述了以氧化铝、活性炭为载体负载镍基催化剂的研究方法。

1．前言近几年来，介孔材料作为一种新兴的材料在光化学、催化及分离等领域具有十分重要的应用，是当今研究的热点之一。

按照国际纯粹与应用化学协会(IUPAC)的定义，孔径在2-50nm范围的多孔材料称为介孔(中孔)材料。

按照化学组成，介孔材料可分为硅基和非硅基组成两大类，后者主要包括碳、过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等，由于它们一般存在着可变价态，有可能为介孔材料开辟新的应用领域，展示出硅基介孔材料所不能及的应用前景[1]。

按照介孔是否有序，介孔材料可分为无定形(无序)介孔材料和有序介孔材料[2]。

前者如普通的SiO2气凝胶、微晶玻璃等，孔径范围较大，孔道形状不规则；后者是以表面活性剂形成的超分结构为模板，利用溶胶-凝胶工艺，通过有机物和无机物之间的界面定向导引作用组装成一类孔径约在1.5-30nm，孔径分布窄且有规则孔道结构的无机多孔材料，如M41S等。

介孔材料的特点在于其结构和性能介于无定形无机多孔材料(如无定形硅铝酸盐)和具有晶体结构的无机多孔材料(如沸石分子筛)之间,其主要特征[3]为：具有规则的孔道结构；孔径分布窄，且在1.5-10 nm之间可以调节；经过优化合成条件或后处理，可具有很好的热稳定性和一定的水热稳定性；颗粒具有规则外形，且可在微米尺度内保持高度的孔道有序性。

现阶段有多种方法可对介孔材料进行表征。

差热/热重(DTA/TG)分析可用于表征物质表面吸附、脱附机理及晶型转变温度，并可鉴别中间体。

X射线衍射分析(XRD)法是利用衍射的位置决定晶胞的形状和大小，以及晶格常数。

透射电镜(TEM)是在极高、极大倍数下直接观察样品的形貌、结构、粒径大小，并能进行纳米级的晶体表面及化学组成分析。

而气体吸附测试(Adsorption measurement)法则是通过向介孔材料中通人氮气等气体来测试其孔径[4]。

二氧化碳光催化还原材料的研究进展

二氧化碳光催化还原材料的研究进展摘要【摘要】本文综述目前二氧化碳光催化还原制有用化学品催化材料的研究进展。

首先对光催化还原CO2的机理进行讨论;其次在此基础上对石墨烯复合材料、钨基复合材料、石墨碳氮基材【摘要】本文综述目前二氧化碳光催化还原制有用化学品催化材料的研究进展。

首先对光催化还原CO2的机理进行讨论;其次在此基础上对石墨烯复合材料、钨基复合材料、石墨碳氮基材料、过渡金属氢氧化物、金属有机骨架复合材料等在光催化还原CO2过程中的应用进行详细的阐述。

【关键词】光催化;二氧化碳;还原;光催化材料1 背景大气中CO2浓度的不断增加，导致全球气候变暖，灾害性天气逐年增加。

因此，如何减少二氧化碳的排放、控制和利用成为全球关注的焦点。

目前，二氧化碳减排的技术主要包括：(1)二氧化碳的捕获和储存：其主要方式包括地质储存、海洋储存和矿物储存，该方法是目前二氧化碳利用的技术之一[1] ;然而，在实际应用中存在CO2资源浪费、CO2泄漏、矿物加工成本昂贵等问题[1-3] 。

(2)CO2的化学转化和利用：作为重要的C1资源，CO2可用于尿素、甲醇、苏打和碳酸饮料等混合物的制备;CO2化学稳定性好，难以活化。

(3)生物固定CO2：通过光合作用转化成有机物和植物的贮藏[4] 。

综上所述现有CO2减排技术在应用过程中仍存较大挑战。

由于CO2中的碳表现出最高的氧化态，本身化学稳定性高，其标准吉布斯自由能ΔGθ =-394.39kJ&·mol-1[5] ，很难活化。

活化反应需克服动力学惯性和热力学能垒，通常需要采用高温[6] 、高压[7] 和使用催化剂[8，9] ，还包括协调激活[10, 11] 、路易斯酸-碱协同活化[12, 13] 、光电激活[14] 、生物酶催化活化[15] 和等离子体激活[16] 等方法。

在上述方法中，光催化活化可以利用太阳光激发半导体光催化剂，从而产生光生电子空穴对，并诱导CO2氧化还原反应合成有价值的烃类，如CH4、CH3OH、HCHO和HCOOH 等。

氮掺杂石墨烯负载Pt复合电极催化剂的制备及其电催化性能

文章编号：１００７－９４３２（２０１６）０３－０２８４－０５
氮掺杂石墨烯负载Ｐｔ复合电极催化剂的制备及其电催化性能
武宏钰，任丹丹，周瑞，王晓敏
（太原理工大学材料科学与工程学院，太原０３００２４）
摘要：使用水合肼（ＨＨＡ）还原氧化石墨烯（ＧＯ）制备了Ｎ掺杂石墨烯（Ｇ－Ｎ），并将其作为载体材料负载金属Ｐｔ纳米颗粒合成Ｐｔ／Ｇ－Ｎ复合催化剂。通过Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）、透射电子显微镜（ＴＥＭ）以及循环伏安法（ＣＶ）等测试手段，对所制备催化剂的成分、形貌以及电催化性能进行表征。结果表明，水合肼还原ＧＯ制备出Ｐｔ纳米颗粒均匀负载的Ｐｔ／Ｇ－Ｎ催化剂，该催化剂具有优良的电催化氧化性能和抗ＣＯ中毒性。
直接乙醇燃料电池（ｄｉｒｅｃｔｅｔｈａｎｏｌｆｕｅｌｃｅｌｌｓ，ＤＥＦＣｓ）作为清洁、高效的能源装置，在近年来引起了研究者的广泛关注；这是由于ＤＥＦＣｓ具有高的能量密度、适宜的工作温度、较高的环境友好度、易于装卸等特点［１－２］。石墨烯（ｇｒａｐｈｅｎｅ）是一种由ｓｐ２杂化的碳原子构成的蜂窝状二维网格结构材料，由
ＸＵｅｔａｌ［７］使用尿素作为氮源，通过水热反应制备了Ｐｔ纳米颗粒负载的氮掺杂Ｐｔ／Ｇ－Ｎ，其对甲醇的电催化性能表现出优良的电催化氧化活性和耐久性。ＸＩＯＮＧｅｔａｌ［８］在ＮＨ３气氛中对氧化石墨烯（ｇｒａｐｈｅｎｅｏｘｉｄｅ，ＧＯ）和（ＮＨ４）２ＰｔＣｌ６一同进行淬火处理制备了Ｐｔ／Ｇ－Ｎ催化剂，发现Ｎ掺杂促ห้องสมุดไป่ตู้进了Ｐｔ纳米颗粒在载体上的均匀分布，其本质是由于含Ｎ官能团导致电催化氧化甲醇活性的大幅度提高。ＨＥｅｔａｌ［９］研究了Ｐｔ／Ｇ－Ｎ催化剂在质子燃料电池中的应用，发现Ｐｔ／Ｇ－Ｎ具有高的ＯＲＲ和电化学活性面积。然而，如何进一步使催化剂的乙醇电催化性能最大化仍有待研究。

中药渣生物炭活化制备碳基电催化剂及其氧还原反应催化性能研究

中药渣生物炭活化制备碳基电催化剂及其氧还原反应催化性能研究赵悦;李德念;阳济章;熊传溪;袁浩然;陈勇【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2023(37)2【摘要】以废弃物生物质中药渣为原料,以ZnCl_(2)为活化剂,通过热解活化两步法制备了生物质碳基氧还原电催化剂。

采用SEM、氮气等温吸脱附测试、XRD、XPS、元素分析和电化学工作站等材料测试方法,分析了所制备碳基电催化剂的结构特征以及氧还原反应性能。

结果表明,当活化剂与生物炭质量比为4∶1,活化温度为800℃时,所制备的ZC-4∶1-800阴极氧还原电催化剂性能最佳。

ZC-4∶1-800具有介孔和微孔结构,比表面积可达970.4 m^(2)/g,其起始电位为0.9 V(vs.RHE),半波电位为0.8 V,极限电流密度为4.9 mA/cm^(2),与商业20%Pt/C性能相近。

此外,ZC-4∶1-800具有比商业20%Pt/C更好的稳定性和甲醇耐受性,在实际应用中有望作为商业贵金属电催化剂的替代品,同时也为废弃生物质的资源化利用提供了新路径。

【总页数】7页(P1-7)【作者】赵悦;李德念;阳济章;熊传溪;袁浩然;陈勇【作者单位】武汉理工大学材料科学与工程学院;中国科学院广州能源研究所;南方海洋科学与工程广东省实验室(广州);广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室;中国科学院可再生能源重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TM911.4;O643.36【相关文献】1.生物质不同部位制备炭基催化剂及其电催化氧还原性能2.低铂载量的空心碳球/管状碳复合催化剂的制备及其氧还原反应电活性3.铁氮掺杂活性炭载体增强碳载铂基催化剂氧还原反应稳定性4.K-Ni-Mo基催化剂的水热还原法制备及用于合成气制低碳醇反应性能研究5.锌活化Fe/Co/N掺杂的生物质碳基高效氧还原催化剂因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

钯基催化剂应用于甲酸电氧化反应的研究进展

钯基催化剂应用于甲酸电氧化反应的研究进展陈少峰1,侯兰凤1,廖世军2(1.茂名职业技术学院化学工程系,广东茂名525000;2.华南理工大学化学与化工学院)摘要:甲酸是一种很有前途的化学储氢材料,可作为低温液体燃料电池的直接燃料。

钯基催化剂作为直接甲酸燃料电池(DFAFC)阳极材料,对甲酸氧化具有良好的催化活性,能克服一氧化碳的毒化,在甲酸电化学氧化反应中主要按直接途径进行。

降低贵金属含量、提高催化活性、提升稳定性是当前钯基催化材料研究领域的主要方向。

主要介绍了当前研究中钯催化剂对甲酸电氧化的催化机理,综述了近5a 的钯合金催化剂制备、特殊形貌控制、碳负载对甲酸氧化活性增强的研究,对钯基催化剂的持续开发具有实际应用意义。

关键词:甲酸;燃料电池;Pd 催化剂;碳载体中图分类号:O643.36文献标识码:A文章编号:1006-4990(2021)05-0033-06Research progress on application of palladium ⁃based catalyst in electrooxidation of formic acidChen Shaofeng 1,Hou Lanfeng 1,Liao Shijun 2(1.Department of Chemical Engineering ,Maoming Polytechnic ,Maoming 525000,China ;2.School of Chemistry and Engineering ,South China University of Technology )Abstract :Formic acid is a promising material for chemical hydrogen storage ,which can be used as direct fuel for cryogenicliquid fuel cell.As anode materials for direct formic acid fuel cell (DFAFC ),Pd-based catalysts have good catalytic activityfor formic acid oxidation ,which can overcome the poisoning of CO and carry out via direct route of the electrochemical oxida⁃tion of formic acid.Reducing noble metal content ,improving catalytic activity and stability are the main directions in the re⁃search field of Pd-based catalytic materials.The electrooxidation and catalytic mechanism of Pd-based catalyst for formic acid at present was mainly introduced.The preparation of Pd alloy catalyst ,the control of special morphology and the en⁃hancement of carbon loading on formic acid oxidation activity in recent five years were reviewed.It has practical significancefor the continuous development of Pd-based catalyst.Key words :formic acid ;fuel cell ;palladium catalyst ;carbon loading当前,人类社会所依赖的化石能源是不可再生能源,但是化石燃料采量降低、储量减少和日益严重的环境污染等问题正阻碍社会经济的发展。

氮掺杂碳纳米材料在氧还原反应催化剂中的研究进展

氮掺杂碳纳米材料在氧还原反应催化剂中的研究进展摘要：长期以来，碳材料负载高分散的铂催化剂及其合金材料一直是商业化质子交换膜燃料电池（PEMFC）中氧还原反应和氢氧化反应十分有效的催化剂。

但由于Pt基催化剂成本高、电化学条件下稳定性差、易CO中毒以及氧还原反应（ORR）动力学迟缓等一系列问题，阻碍了其在燃料电池中的进一步应用和大规模生产。

相比之下，氮掺杂碳纳米材料具有低成本、高活性、高稳定性、环境友好等特点，这些优异的性能使其在燃料电池领域有着广阔的应用前景。

结合近几年国内外研究现状，综述了原位掺杂法、后掺杂合成法和直接热解法等3种氮掺杂碳纳米材料的制备方法，并分析了各自的优点和不足之处，及其作为ORR催化剂的研究进展。

最后，对未来氮掺杂碳纳米材料催化剂研究的主要发展方向进行了展望。

关键词：氮掺杂碳纳米材料；氧还原反应；燃料电池能源短缺和环境污染成为当今世界日益严重的问题，因此高效利用清洁可再生燃料发电的燃料电池越来越受到人们的关注。

燃料电池是一种利用催化剂将化学能转化为电能的电池装置，与一般电池不同，只要有燃料和氧化剂持续供给，它就能连续不断地放电，而不用反复充电［1-6］。

燃料电池中的电催化反应包括阴极氧还原反应（Oxygen reduction reaction，ORR）和阳极氢氧化反应（Hydrogen oxidation rection，HOR）。

质子交换膜燃料电池（Proton exchange membrane fuel cell，PEMFC）是一种应用前景更广阔的新能源发电装置。

由于其工作温度低、体积小，适用于电动汽车的动力源，被业内公认为是电动汽车的未来发展方向，已成为世界各国燃料电池研究的热点。

长期以来，碳材料负载高分散的铂金属（如Pt/C催化剂）及其合金材料一直是商业化PEMFC中氧还原反应和氢氧化反应十分有效的催化剂。

由于氧还原是多电子反应，其反应速率比氢氧化反应慢几个数量级，因此阴极需要比阳极更多的Pt基催化剂用来加速氧的还原［7-8］。

介孔Ni-CeO2逆水煤气变换催化剂的研究【文献综述】

文献综述化学工程与工艺介孔Ni-CeO2逆水煤气变换催化剂的研究[前言]近年来,随着大量二氧化碳排放引起的温室效应日益严重,二氧化碳的转化和应用研究日见活跃,其中逆水煤气变换反应被认为是最有应用前景的反应之一,逆水煤气变换反应(RWGS)是利用二氧化碳生成CO的有效方法之一。

目前,很多催化剂存在稳定性较差的缺陷。

此外,在催化剂的转化率和选择性上也存在诸多不足之处,因而研究开发性能高而稳定的RWGS反应催化剂对CO2资源的利用和能源生产有重大意义。

由于镍基催化剂有良好的催化活性、稳定性和价格低廉的优势,所以将镍基运用于逆水煤气变换反应中。

另外，CeO_2具有较为独特的晶体结构、较高的储放氧能力(OSC)、较强的氧化-还原(Ce~(3+)／Ce~(4+))能力，因而受到了人们极大关注。

[主题]近年来国内外对有关逆水煤气变换反应（RWGS）的研究进展已有很多，以下就几种主要方法做简单介绍。

一、三效催化剂工作原理汽车尾气主要的污染物成分包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)。

在引擎正常工作条件下尾气的典型含量为0.5 vol.%CO,350 vppm HC以及900 vppm NOx。

CO 和HC主要由燃料不完全燃烧产生，而NOx则主要是高温下(>1500oC)空气中的N2和O2反应生成。

三效催化剂(three-way catalyst)是指能实现CO、HC和NOx同时催化消除的催化剂。

一般认为在三效催化剂上发生的反应主要有：(1)氧化反应CxHy+(x+y/4)O2=x CO2+y/2 H2OCO+1/2 O2=CO2 CO+H2O=CO2+H2(2)还原反应NO(or NO2)+CO=1/2 N2+CO2NO(or NO2)+H2=1/2 N2+H2O(2x+y/2)NO(or NO2)+CxHy=(x+y/4)N2+x CO2+y/2 H2O二、低温氧化催化剂1、贵金属低温氧化物催化剂。

碳纳米管基非贵金属催化剂在电催化氧化还原中的应用研究进展

碳纳米管基非贵金属催化剂在电催化氧化还原中的应用研究进展王启晨;王璟;雷永鹏;陈志彦;宋垚;罗世彬【摘要】燃料电池和金属-空气电池是将化学能直接转化成电能的绿色电池,具有能量密度高、安全和环保等优点,相比传统能源具有独特优势.然而,目前阴极氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)使用的贵金属铂(Pt)储量低,成本高,易中毒失活,严重限制了燃料电池的大规模应用.因此,开发廉价、高效、稳定的非贵金属催化剂成为研究热点.碳纳米管具有本征sp2杂化结构、优异的导电性、高比表面积、良好的化学稳定性等突出优点,受到广泛关注.本文综述了碳纳米管基非贵金属ORR 催化剂的最新进展,主要包括非金属掺杂、过渡金属-氮-碳纳米管、负载过渡金属及其衍生物(氧化物、碳化物、氮化物、硫化物等)、负载单原子、与其他碳材料(石墨烯、多孔碳、碳纳米纤维)复合以及碳纳米管基自支撑电极.最后,对碳纳米管基非贵金属ORR催化剂的研究前景和下一步研究方向进行了展望.%Fuel cell and metal-air batteries are green batteries which directly convert chemical energy into electricity,possessing important merits compared to the traditional energy,examples of high energy density,safety and environmental benignity.However,the low reserves,high cost,easy poisoning and deactivation of precious metal platinum (Pt) used in cathodic oxygen reduction reactions (ORR) have severely limited the development of the fuel cell in large-scale.Therefore,the research on development of cheap,efficient and stable non-precious metal catalyst has become a hotspot.Carbon nanotubes (CNTs),owning to the outstanding feature such as the intrisic sp2 hybrid structure,excellent conductivity,highspecific surface area,good chemical stability,etc,have received wide attentions.Firstly,the recent progress in the noble-metal-free CNTs-based ORR catalysts were summarized,mainly including non-metal element doping,transition metal-nitrogen-CNTs,CNTs supported transition metals and their derivations (oxides,carbides,nitrides,sulfides,etc),CNTs supported single atoms,composited with other carbon materials (graphene,porous carbon,carbon nanofibers) and self-standing electrodes based on CNTs.Finally,the prospect and the future research direction of CNTs-based ORR catalysts are also discussed.【期刊名称】《无机化学学报》【年(卷),期】2018(034)005【总页数】16页(P807-822)【关键词】碳纳米管;燃料电池;氧还原;非贵金属催化剂;复合;单原子【作者】王启晨;王璟;雷永鹏;陈志彦;宋垚;罗世彬【作者单位】中南大学,航空航天学院&轻质高强结构材料重点实验室,长沙410083;武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,武汉 430081;高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,上海 200050;国防科技大学理学院,长沙410073;中南大学,航空航天学院&轻质高强结构材料重点实验室,长沙 410083;国防科技大学基础教育学院,长沙 410073;中南林业科技大学材料科学与工程学院,长沙 410004;中南林业科技大学材料科学与工程学院,长沙 410004;中南大学,航空航天学院&轻质高强结构材料重点实验室,长沙 410083【正文语种】中文【中图分类】O6460 引言面对日益严重的能源危机和环境污染等一系列问题，迫切需要发展新型清洁、高效、安全的能源，这已成为全世界范围的共识。

《2024年二维介孔过渡金属化合物纳米复合催化剂的可控构筑及其在能源催化中的应用研究》范文

《二维介孔过渡金属化合物纳米复合催化剂的可控构筑及其在能源催化中的应用研究》篇一一、引言随着能源需求的日益增长和环境保护意识的提高，寻找高效、环保的能源转换和存储技术已成为科研领域的重要课题。

其中，二维介孔过渡金属化合物纳米复合催化剂因其独特的结构和优异的催化性能，在能源催化领域展现出巨大的应用潜力。

本文将就二维介孔过渡金属化合物纳米复合催化剂的可控构筑及其在能源催化中的应用进行深入研究。

二、二维介孔过渡金属化合物概述二维介孔过渡金属化合物（2D TMCs）是一种具有独特结构和性能的新型材料。

其结构特点为具有二维层状结构和介孔结构，使得其具有较大的比表面积和良好的离子传输性能。

同时，其成分中的过渡金属元素（如钴、镍、铁等）在催化反应中表现出良好的催化活性。

三、二维介孔过渡金属化合物纳米复合催化剂的可控构筑可控构筑二维介孔过渡金属化合物纳米复合催化剂是实现其优异性能的关键。

目前，常用的构筑方法包括化学气相沉积法、水热法、溶胶凝胶法等。

这些方法通过控制反应条件、原料配比等参数，可实现催化剂的形貌、结构、孔径等特性的有效调控。

其中，水热法因其操作简便、成本低廉等优点在实验室研究中得到广泛应用。

通过调整反应温度、压力、时间等参数，可以有效地控制二维介孔过渡金属化合物的晶体结构、粒径及孔道结构等，从而实现催化剂的精准构筑。

四、在能源催化中的应用二维介孔过渡金属化合物纳米复合催化剂在能源催化领域具有广泛的应用。

主要包括以下几个方面：1. 太阳能电池：利用其优异的光电性能和催化活性，可将其应用于太阳能电池的光阳极材料，提高太阳能的转换效率。

2. 燃料电池：由于其具有良好的氧还原反应（ORR）催化性能，可作为燃料电池的阴极催化剂，提高电池的能量转换效率。

3. 电解水制氢：在电解水制氢过程中，二维介孔过渡金属化合物纳米复合催化剂可降低反应的过电位，提高制氢效率。

4. 超级电容器：利用其高比表面积和良好的离子传输性能，可作为超级电容器的电极材料，提高电容器的能量密度和功率密度。

氰基加氢还原制备有机胺的研究

氰基加氢还原制备有机胺的研究有机胺化合物是广泛应用的大宗化学品,作为精细化学品也应用于医药、农药、乳化剂及增塑剂等的生产过程。

当前,有机伯胺的需求最为强劲,尽管其合成方法有很多,但在非均相催化体系下有机伯胺的高选择性合成仍然是一个关键的技术问题。

总结近年来氰基加氢还原的研究可以知道,催化剂的性能是影响反应的重要因素,此外,氰基化合物的结构对于反应的结果也有着较大的影响。

本文将重点对上述两方面的研究进行综述。

1、非均相催化剂目前,应用于氰基化合物催化还原过程的催化剂主要包括阮尼镍、阮尼钴、Pd/C、Pt/C、Ru/C、Rh/C等。

另外,上述金属在SiO2、Al2O3、MgO等载体上负载的新型催化剂也被应用于该催化反应过程的研究。

1.1阮尼型催化剂阮尼型催化剂是高度分散的活性金属粒子(Co、Ni、Fe、Cu),使用过程中通常需要加入碱为助剂以抑制仲胺和叔胺化合物的生成。

在众多阮尼型催化剂中阮尼镍和阮尼钴最为常用,但阮尼镍因价格便宜而逐渐成为目前工业生产中己二腈加氢还原制备己二胺的最主要催化剂。

为探索进一步改进阮尼镍的催化性能,胡荣华等[3]采用猝冷法制备了二元Ni-Al合金,用碱液处理活化得到新型镍基加氢催化剂,同时测试了催化剂对不饱和化合物如环己烯、乙腈、硝基苯、葡萄糖等的加氢性能。

研究发现,在环己烯、乙腈、硝基苯和葡萄糖加氢反应中,猝冷法制备的Ni催化剂的活性均比阮尼镍催化剂提高约9.0%~34.5%不等。

1.2双金属催化剂在氰基化合物加氢还原制备有机胺方面,与其他贵金属(如Rh、Pd、Pt、Cu)相比,Ru和Co被认为是对伯胺具有高选择性的催化剂。

然而,仅有少量的文献对双金属Ru-Co催化剂在制备伯胺方面的协同效应进行了报道。

Kusaka等[4]在开发氰基化合物的加氢催化剂的研究中发现,非负载的Ru-Co 双金属催化剂对于伯胺的合成具有高的活性及选择性,特别适用于异佛尔酮经还原胺化、氰基加氢制备异佛尔酮二胺的反应(图式2).另外,双金属的Ru-Co催化剂对于双氰基化合物选择性加氢制备相应伯胺的反应也显示了较好的活性。