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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

, 周振华 , 周卫江 , 李焕巧 , 赵新生 , 汪国雄 , 孙公权 , 辛勤

催化学报

对比研究了用三种液相沉积还原法制备的20%Pt/C催化剂及在900 ℃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2.4 nm),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,少量Cl-即会显著降低Pt/C催化剂的ORR活性.

关键词: 旋转圆盘电极 , 直接甲醇燃料电池 , , , 负载型催化剂 , 阴极 , 氧还原反应

一步法合成Pt@ZIF-8及其在1,4-丁炔二醇选择加氢中的应用

, 张明明 , 邸鑫 , 殷东东 , , 梁长海

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(16)62497-X

1,4-丁炔二醇(BYD)部分加氢生成1,4-丁烯二醇(BED),BED进一步加氢生成1,4-丁二醇(BDO).此外,BYD,BED和BDO还会发生脱水反应生成单醇类产物.工业上BYD加氢反应主要用于生产BDO.由于传统的单金属加氢催化剂很难控制反应的加氢程度,因此一般通过提高反应温度和压力使BYD尽量转化为完全加氢产物BDO,以减少部分加氢产物BED对最终产品收率的影响.部分加氢产物BED在精细化工领域也具有重要的应用,所以选择合适的催化剂和反应条件来提高部分加氢产物BED的选择性具有重要的理论意义和潜在应用价值.文献中常采用Zn、微生物等活性抑制剂来降低贵金属催化剂的加氢活性.这些方法往往比较复杂,所使用的添加剂不仅存在毒性和污染产物,还会增加成本.这些方法得到的催化材料虽然可以提高烯醇的选择性,但是仍需要严格控制反应条件才能得到较高收率的部分加氢产物.本文基于MOFs材料独特的结构和性质,探索了MOFs负载型贵金属催化剂在选择加氢反应中的催化性能.首先制备了一种羧酸根保护的Pt纳米溶胶,并以水为溶剂,增加2-甲基咪唑的加入量,实现了室温下ZIF-8晶体的快速生成.在室温合成ZIF-8的过程中加入羧酸根保护的Pt纳米溶胶,通过羧酸根与ZIF-8之间存在的化学吸附力,实现ZIF-8对Pt纳米粒子的包覆.羧酸根不仅可以稳定溶液中的纳米粒子,同时还起着“桥梁”的作用.羧酸根中的C=O基团与ZIF-8中的Zn原子或有机骨架之间弱的配位作用,增加了纳米粒子和ZIF-8之间的亲和力,实现了金属纳米粒子被ZIF-8包围.Pt纳米粒子的引入对ZIF-8的形成也没有影响,得到的Pt@ZIF-8材料拥有良好的晶体结构和高的比表面积.采用XRD、N2吸附和TEM等表征揭示了Pt@ZIF-8的结构特点,并研究了其在水相1,4-丁炔二醇加氢反应中的催化性能.结果显示,该材料不仅具有很高的活性,还具有突出的部分加氢选择性.在5次循环反应中,BYD转化率没有明显变化,说明催化剂在反应过程中活性没有降低.在多次反应之后,反应产物的分布也没有发生明显变化,1,4-丁烯二醇选择性在5次反应中都保持在94%以上.结构表征结果则显示,在4次循环使用之后,催化剂的结构已经遭到破坏;5次循环使用之后,催化剂的XRD谱图中ZIF-8的特征衍射峰完全消失.其余谱峰为ZnO特征衍射峰,说明由于反应温度较高,催化剂在多次反应之后其载体ZIF-8发生了分解.循环寿命实验说明,ZIF-8中Zn离子和含氮有机骨架的抑制作用是导致1,4-丁烯二醇高选择性的重要原因.ZIF-8的分解虽然会使孔道塌陷,但是结构中的Zn和含氮的有机骨架组成依然存在,仍然可以达到抑制烯醇进一步加氢的效果,并且Pt纳米溶胶主要存在于外表面,所以催化剂的活性和选择性没有发生明显变化.

关键词: 铂溶胶 , ZIF-8 , 一步合成 , 1,4-丁炔二醇 , 选择加氢

新型碳纳米材料在低温燃料电池催化剂中的应用

, 梁长海 , 辛勤

催化学报

碳纳米管及其衍生纳米碳材料是一种介于富勒烯与石墨之间的碳的存在形式,具有独特的电子性质.碳纳米材料可与其表面负载的金属活性相产生一种特殊的载体-金属相互作用; 纳米管中电子转移的动力学行为极佳,并且其特殊的纳米级孔道结构有利于反应物及产物的传质,因此作为低温燃料电池催化剂载体备受关注.综述了多种新型碳纳米材料如碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米盘、碳纳米角和碳纳米分子筛等在低温燃料电池催化剂中的应用,并对其存在的问题和可能的发展方向进行了讨论.

关键词: 碳纳米管 , 纳米碳 , 燃料电池 , 电催化剂 , 载体

《金属学报》纪念薰奖金基金简章

金属学报

<正> 一、为纪念薰创办和主编《金属学报》,继承并发扬他毕生致力于科技进步的业绩,特设立《金属学报》纪念薰奖金基金.二、基金来源是乐于赞助的科研单位、高等院校、企业、团体的捐赠.基金属于专款,全部存入银行,每年支取利息,直接用于奖励.

关键词:

深切悼念本刊创刊人、主编薰同志

金属学报

<正> 1983年3月20日凌晨,《金属学报》的创刊人、主编薰同志和我们永别了。 薰同志1913年11月20日出生于湖南省邵阳县。1937年以优异成绩通过湖南省试,留学英国Sheffield大学,先后获得哲学博士和冶金学的科学博士学位。1950年受中国科学院郭沫若院长聘,翌年毅然回归祖国。历任中国科学院金属研究所所长,中国科学院

关键词:

庄矿主井施工突水防治技术

董华兴 , 郑翠敏 , 董凤霞 , 韩建国

黄金 doi:10.11792/hj20130209

防治水是矿山建设施工的重要环节.南庄矿属于水文地质条件复杂的大水岩溶矿山,介绍了主井掘进-129 m水平突水及治水过程,在查清该矿区水文地质条件及矿井突水要因的基础上,为综合防治竖井掘进期间通过特殊地质构造段突水,提出相应的主井掘进帷幕注浆防治水技术及措施,并在掘进工程中收到了良好的应用效果,对类似特殊条件下的矿山井巷掘进工程具有借鉴意义.

关键词: 大水矿山 , 主井掘进 , 特殊地质构造 , 突水 , 防治

雅谱诺夫指数配置法控制统一混沌系统

国辉 , 雷云逸 , 徐得名 , 周世平

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2004.01.010

解析设计控制器,通过配置相应的雅谱诺夫指数,使统一混沌系统趋于预期点.由于受控后系统雅谱诺夫指数具有先知性,因此,我们可以根据需要改变雅谱诺夫指数的大小来控制系统收敛速度.设计还表明,受控的统一混沌系统的收敛情况与参数无关.

关键词: 量子光学 , 统一混沌系统 , 雅谱诺夫指数 , 控制混沌 , Jacobi矩阵

生物表面活性剂鼠糖脂的纯化与表征

刘洋 , 钟华 , 刘智峰 , 蒋勇兵 , 谈菲 , 曾光明 , 赖明勇 , 何益斌

色谱 doi:10.3724/SP.J.1123.2013.10026

生物表面活性剂鼠糖脂是微生物在一定条件下产生的次级代谢产物,其分子具有极性亲水基团和非极性亲油基团结构,通常表现出很高的表面活性和界面优先分配能力。可靠的分离提纯方法和成分鉴定手段是鼠糖脂生产工艺成功的重要保证。实验通过好氧发酵培养铜绿假单胞菌CCTCCAB93066、酸沉降分离得到鼠糖脂后,利用柱色谱提纯技术得到纯化的鼠糖脂的单糖脂和二糖脂,最后采用高效液相色谱-质谱联用法进行成分鉴定。结果显示这两种鼠糖脂均含有3种主要成分,其中单糖脂的主要成分为RhaC10C10、RhaC10C12-H2、RhaC10C12,二糖脂的主要成分为Rha2C10C10、Rha2C10C12-H2、Rha2C10C12。该研究结果表明,铜绿假单胞菌CCTCCAB93066是一种良好的鼠糖脂产生菌;酸沉降-柱色谱技术可以用于鼠糖脂的深度提纯,且有较好的效果;而高效液相色谱-质谱联用技术对鼠糖脂成分鉴定具有灵敏度高和准确性好等优点,是一种较为可靠的检测方法。

关键词: 酸沉降 , 柱色谱 , 高效液相色谱-质谱联用 , 糖脂 , 铜绿假单胞菌 , 生物表面活性剂

基于偏差的雅普诺夫方法超导量子比特系统调控

杨鑫 , 胡菊菊 , 嵇英华

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2016.04.014

应用雅普诺夫控制理论,对含约瑟夫森结电荷量子比特系统的状态实施了有效调控.数值仿真表明:对超导电荷量子比特系统,采用基于偏差的雅普诺夫控制方法,不管是间接还是直接调控形式,选取适当的控制幅度可以达到对量子系统的调控目的;并且增大控制幅度,得到的控制函数曲线更平滑,完成控制任务需要的时间越短.这种控制方法避免了传统控制方法所需要的复杂的迭代计算,可以确保量子系统的稳定.因此,雅普诺夫方法是一种具有一定实用意义的调控方法.

关键词: 量子控制 , 超导量子比特 , 雅普诺夫方法 , 约瑟夫森结

糖脂表面活性剂的制备及产生菌的筛选

王琰

表面技术 doi:10.3969/j.issn.1001-3660.2006.05.023

以含菌油田地层水在平板上划线分离,挑取生长旺盛的单菌落经过反复分离纯化,用血平板、油平板筛选具有表面活性剂生产能力的菌株,再以排油法结合表面张力测定,最终分离出来一株高产糖脂类表面活性剂细菌,经初步鉴定为假单胞菌,表面活性物质经鉴定为鼠糖脂,具有良好的表面活性,发酵液中鼠糖脂浓度为1.95g/L,表面张力低于30mN/m.

关键词: 糖脂 , 表面活性剂 , 假单胞菌 , 表面张力

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