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钌钛复合氧化物及其载铂催化剂的制备与表征

以TiN纳米粉体和RuCl3为前驱体,采用浸渍热分解法合成了Ru0.1Ti0.9O2纳米粉体,并以其为载体利用固相反应制备了Pt/Ru0.1Ti0.9O2催化剂.通过X射线衍射和透射电镜观察到RuO2和TiO2之间形成了金红石相的固溶体,Pt被均匀地担载于Ru0.1Ti0.9O2表面.在0.5 mol/LH2SO4溶液中的极化曲线测试发现担载Pt与Ru0.1Ti0.9O2具有协同作用,因而具有优异的析氢、析氧电催化性能.质子交换膜燃料电池测试初步表明,Pt/Ru0.1Ti0.9O2具有高的氧阴极还原反应催化活性,进一步的反极实验证明其具有比Pt/C更高的稳定性.

关键词: 氮化钛 , 氧化钉 , 氧化钛 , 浸渍热分解 , 燃料电池 , 水电解 , 催化剂载体 , 导电氧化物

溶剂热处理对超顺磁性球形γ-Al2O3催化剂载体性能的影响

张冠东 , 单国彬 , 孟祥堃 , 安振涛 , 贾光和 , 刘会洲

催化学报

在前期制备超顺磁性氧化铝催化剂载体的基础上,对采用油中成型(内凝胶)方法制备的磁性球形氢氧化铝的晶型、比表面积、孔体积、孔分布和磁性能等性质进行了研究. 实验中发现,溶剂热处理过程不仅有利于油中成型的无定形氢氧化铝微球向拟薄水铝石转化,而且可以增大载体的比表面积和孔体积. 通过控制溶剂热处理的温度和时间,可有效地调控载体的孔分布. 实验中制备的磁性氧化铝载体的物理化学性能,达到了硝基苯和正己烯催化加氢反应所需的要求.

关键词: 溶剂 , 热处理 , 磁性氧化铝 , 催化剂载体 , 孔分布 , 硝基苯 , 正己烯 , 加氢

Cuo(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶催化剂载体的溶胶-凝胶法制备与表征

赵越卿 , 赵海雷 , 贾千一 , 梁英华 , 沈毅 , 张翠娟

功能材料

以正硅酸乙酯(tetraethyl orthosilicate,TEOS)、乙酸铜、乙酸钴、乙酸锰为原料,采用溶胶-凝胶法、常压干燥制备了CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶.分析了过渡金属氧化物MO与Sio2的质量比、温度和pH值对凝胶形成的影响.采用场致发射扫描电镜(FE-SEM)、BET、傅里叶变换红外分析(FTIR)、热重-差热分析(TG-DTA)、电子散射能谱分析(EDS)和化学分析等对CuO(CoO,MnO)/SiO2纳米复合气凝胶的微观结构和组成进行了研究.结果表明,纳米复合气凝胶的颗粒约在20～100nm,比表面积为344～733m2/g,孔径范围为2～22nm,而且过渡金属Cu、Co和Mn能够与氧形成部分一O-M-O-桥键连接,并与Si通过化学键形成三维网络结构;纳米复合气凝胶试样中的多元过渡金属氧化物含量可控制在3%～75%(质量分数).这种结构和组成既有利于提高催化剂负载量,又可充分发挥过渡金属氧化物的助催化作用.

关键词: 溶胶-凝胶法 , 常压干燥 , 纳米复合气凝胶 , 催化剂载体 , 表征

乙烯催化裂解法选择性合成纳米炭纤维

宋燕 , 乔文明 , 尹圣昊 , 持田勲

新型炭材料 doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.01.006

通过采用不同金属催化剂进行乙烯催化裂解制备了具有不同微观结构的纳米炭纤维.利用纳米二氧化硅负载的铁、镍以及铁镍合金催化剂在适当的反应条件下分别制备了管状、实心鱼骨状以及空心鱼骨状的纳米炭纤维.由于金属催化剂与纳米二氧化硅间的强相互作用导致在低反应温度下也能达到高的反应活性,所以能够合成出高收率、小直径而且分布均匀的纳米炭纤维.不同结构的纳米炭纤维归因于金属催化剂的不同分散性以及不同的生长机理.通常利用铁催化剂进行乙烯裂解制备纳米炭纤维需要高于650℃,但是在我们的实验中发现500℃低温下利用纳米二氧化硅负载的铁催化剂进行乙烯裂解就能够合成出管状纳米炭纤维.

关键词: 纳米炭纤维 , 催化剂载体 , 气相化学沉积 , 控制合成

碳化钨用作质子交换膜燃料电池催化剂载体的抗氧化性能

张生生 , 朱红 , 俞红梅 , 侯俊波 , 衣宝廉 , 明平文

催化学报

采用还原碳化法制备了碳化钨样品,并用原位还原法担载Pt粒子得到Pt/WxCy催化剂. 利用计时电流技术对Pt/WxCy和常规Pt/C催化剂进行氧化处理,并用循环伏安法测试了氧化前后两种催化剂的电化学活性面积. 将两种催化剂制成单电池,对比研究了其氧化后的性能衰减. 结果表明, Pt/WxCy催化剂制成的单电池抗氧化能力显著高于普通Pt/C制成的单电池.

关键词: 碳化钨 , 碳 , 催化剂载体 , 铂 , 燃料电池 , 抗氧化性能

堇青石陶瓷蜂窝载体的微观结构分析

张昭良 , 张业新 , 王守德 , 于鹏飞 , 王士龙

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2006.04.016

采用XRD、SEM、EDS以及N2和汞吸附-脱附比表面积和孔径分布等分析手段,对机动车尾气净化催化剂陶瓷蜂窝载体的微观结构进行了研究.结果表明:虽然国内产品的化学组成和相组成与国外产品的基本相同,但其比表面积和孔结构等微观结构相差较大.这主要是由于国外采用全生料配料成型,在一次烧成中同时完成堇青石的合成和产品的烧成;而国内普遍采用合成的堇青石配料,经过挤出成型、干燥、切割后再烧成,致使堇青石原料中堇青石晶粒之间的孔被压塌陷,最终产品中的孔主要是堇青石二次颗粒之间的孔.据此认为,我国应努力研究堇青石的一次合成(烧成) 工艺,这既能提高产品性能又能降低能源消耗.

关键词: 堇青石 , 蜂窝陶瓷 , 催化剂载体 , 微观结构 , 比表面积 , 孔分布

汽车尾气净化催化剂的研究现状及其进展

曾佩兰 , 黄可龙 , 刘素琴 , 肖松文

材料导报

综述了汽车尾气净化催化剂的3个组成部分--载体、活性涂层和活性组分的研究现状及其研究进展,指出了汽车尾气净化催化剂中急需解决的关键问题.

关键词: 汽车尾气 , 净化 , 催化剂 , 催化剂载体

介孔 TiO2的合成及Ru/m-TiO2的催化活性研究

张雪红 , 罗来涛 , 段战辉

硅酸盐通报 doi:10.3969/j.issn.1001-1625.2005.03.009

以氯化十六烷基吡啶(C16PyCl)为模板剂,在不同条件下合成了一系列介孔TiO2(m-TiO2),分别用红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)和BET比表面测定等技术对介孔TiO2的结构、晶相和比表面积进行了表征,探讨了模板剂、溶剂、溶液pH、老化温度和C16PyCl与TTIP摩尔比的影响.结果表明:在本实验条件下,最佳合成条件是C16PyCl为模板剂,溶剂为C2H5OH,pH为7～8,老化温度20℃,C16PyCl与TTIP摩尔比为2.负载活性组分Ru后,Ru颗粒与介孔载体发生相互作用,尽管可能会部分堵塞孔道,但对于甲醇分解为CO和H2的催化活性依然很高,载体的制备条件对甲醇分解活性有一定的影响.

关键词: 介孔二氧化钛 , 甲醇分解 , 钌 , 催化剂载体 , 氯化十六烷基吡啶