钒系催化剂表面氧的脱附能与 助催化剂的添加效果
催化剂常用制备方法
催化剂常用制备方法 固体催化剂的构成 ●载体（Al2O3 ） ●主催化剂（合成NH3中的Fe） ●助催化剂（合成NH3中的K2O） ●共催化剂（石油裂解SiO2-Al2O3 催化剂制备的要点 ●多种化学组成的匹配 –各组分一起协调作用的多功能催化剂 ●一定物理结构的控制 –粒度、比表面、孔体积 基本制备方法： ?浸渍法(impregnating) ?沉淀法(depositing) ?沥滤法(leaching) ?热熔融法(melting) ?电解法(electrolyzing) ?离子交换法(ion exchanging) ?其它方法 固体催化剂的孔结构 （1）比表面积Sg 比表面积：每克催化剂或吸附剂的总面积。 测定方法：根据多层吸附理论和BET方程进行测定和计算 注意：测定的是总表面积，而具有催化活性的表面积（活性中心）只占总表面的很少一部分。 内表面积越大，活性位越多，反应面越大。 （2）催化剂的孔结构参数 密度：堆密度、真密度、颗粒密度、视密度 比孔容（Vg）：1克催化剂中颗粒内部细孔的总体积. 孔隙率(θ):颗粒内细孔的体积占颗粒总体积的分数． (一) 浸渍法 ?通常是将载体浸入可溶性而又易热分解的盐溶液(如硝酸盐、醋酸盐或铵盐等)中进 行浸渍，然后干燥和焙烧。 ?由于盐类的分解和还原，沉积在载体上的就是催化剂的活性组分。 浸渍法的原理 ●活性组份在载体表面上的吸附
●毛细管压力使液体渗透到载体空隙内部 ●提高浸渍量（可抽真空或提高浸渍液温度） ●活性组份在载体上的不均匀分布 浸渍法的优点 ?第一，可使用现成的有一定外型和尺寸的载体材料，省去成型过程。（如氧化铝，氧 化硅，活性炭，浮石，活性白土等） ?第二，可选择合适的载体以提供催化剂所需的物理结构待性．如比表面、孔径和强 度等。 ?第三，由于所浸渍的组分全部分布在载体表面，用量可减小，利用率较高，这对贵 稀材料尤为重要。 ?第四，所负载的量可直接由制备条件计算而得。 浸渍的方法 ?过量浸渍法 ?等量浸渍法 ?喷涂浸渍法 ?流动浸渍法 1.1、过量浸渍法 ?即将载体泡入过量的浸渍液中，待吸附平衡后，过滤、干燥及焙烧后即成。 ?通常借调节浸渍液浓度和体积来控制负载量。 1.2、等量浸渍法 ?将载体与它可吸收体积相应的浸渍液相混合，达到恰如其分的湿润状态。只要混合 均匀和干燥后，活性组分即可均匀地分布在载体表面上，可省却过滤和母液回收之累。但浸渍液的体积多少，必须事先经过试验确定。 ?对于负载量较大的催化剂，由于溶解度所限，一次不能满足要求；或者多组分催化 剂，为了防止竞争吸附所引起的不均匀，都可以来用分步多次浸渍来达到目的。 1.3．多次浸渍法 ●重复多次的浸渍、干燥、焙烧可制得活性物质含量较高的催化剂 ●可避免多组分浸渍化合物各组分竞争吸附 1.4浸渍沉淀法 将浸渍溶液渗透到载体的空隙，然后加入沉淀剂使活性组分沉淀于载体的内孔和表面 (二) 沉淀法 ?借助于沉淀反应。用沉淀剂将可溶性的催化剂组分转变为难溶化合物。经过分离、 洗涤、干燥和焙烧成型或还原等步骤制成催化剂。这也是常用于制备高含量非贵金属、金属氧化物、金属盐催化剂的一种方法。 ?共沉淀、均匀沉淀和分步沉淀 2.1、共沉淀方法 将催化剂所需的两个或两个以上的组分同时沉淀的一个方法，可以一次同时获得几个活性组分且分布较为均匀。为了避免各个组分的分步沉淀，各金属盐的浓度、沉淀剂的浓度、介质
Ti-RuO_2-Co_3O_4阳极析氧性能
大庆石油学院学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＤＡＱＩＮＧＰＥＴＲＯｌ。ＥＵＭＩＮＳＴＩＴＵＴＥ第３３卷第６期２００９年１２，ＥｌＶｏｌ－３３Ｎｏ．６Ｄｅｃ．２００９ Ｔｉ／Ｒｕ０２－－Ｃ０３０４阳极析氧性能 吴红军１，阮琴１，王宝辉１，腾佳２，付波１ （１．大庆石油学院化学化工学院新能源化学与环境科学实验室。黑龙江大庆１６３３１８Ｉ２．中国石油锦州石化公司，辽 宁锦州１２１０００） 摘要：为嗣备高性能析氧电极。采用热分解法在４００℃温度下制备Ｔｉ／Ｒｕ０２（ｚ）一Ｃｏｓ０４（１一Ｔ）（ｏ≤ｚ≤１，２为Ｒｕ的摩尔分数）复合氧化物电极。通过电极开路电压、循环伏安曲线及极化曲线等分析其在１．０ｍｏｌ／ＬＫＯＨ溶液中的 析氧催化活性及析氧动力学．结果表明，摩尔分数为１０％的ＲｕＯｚ使电极催化活性急剧变化，摩尔分数为５０％的Ｒｕ０２ 复合氧化物电极具有最大的伏安电荷（４２９．６３ｍＣ?ｃｍ＿２）、最高的表面粗糙度（１７８６）．其析氧性能最佳ｌＴｉ／Ｃ０３０４在 高、低过电位区域电极对ｏＨ一的反应级数分别近似为１．０和２．０，含ＲｕＯｚ电极反应级数均为１．０． 关键词：二氧化钌ｌ四氧化三钴；电催化活性；析氧性能｝复合氧化物；热分解法 中圈分类号：０６４３．３文献标识码：Ａ文章编号：１０００—１８９１（２００９）０６—００８１—０６ ０引言 作为清洁、高效、可再生的能源，氢能被认为是一种新世纪最理想的绿色能源，被誉为“未来的石油”，受到世界各国的普遍重视［１】．氢既可通过化学方法对化合物进行重整、分解、光解或水解等方式获得，也可通过水电解制得．电解水制氢法具有过程简单、工艺流程易掌握且制氢纯度高等特点而获得高度关注口］，其中阳极过电位较高是水电解工业能量转换效率较低的主要原因之一，研究析氧过电位低、稳定性好、成本低的阳极材料对于水电解工业的节能增效具有重要意义．贵金属氧化物ＲｕＯｚ是析氧反应（０ＥＲ）的最优电催化剂之一，过电位几乎为Ｐｔ的１／２，是电解工业理想的电极材料［３］，但其价格昂贵，致使电极成本增加．人们一直致力于开发２种或多种复合氧化物电极，如加入Ｔｉ０。，Ｓｎ０。，Ｔａｚｏｓ等¨＿６］，利用组元间的协同效应而改善电极活性．Ｃｏ。Ｏ。具有混合价态的尖晶石结构，金属一氧键合强度较低，导电性良好且稳定性高，在碱性水电解中具有较低的析氧过电位［７］，同时钴来源广泛，电极制备成本较低，因此在水电解领域受到广泛关注．由ＲｕＯ：和Ｃｏ。Ｏ。对氧气亲和力的差异而形成的协同效应将在很大程度上提高析氧活性，并在贵金属成分的消耗上具有明显的优势．采用热分解法，以Ｔｉ为基体制备ＲｕＯｚ—Ｃｏ。Ｏ。复合氧化物涂层阳极，分析不同摩尔分数ＲｕＯ。对Ｒｕｏ。－－Ｃｏ。Ｏ。复合氧化物涂层阳极在碱性介质中对电催化析氧性能及析氧动力学的影响． １实验 １．１钛基体预处理 将２０．０ｍｍ×１０．０ｍｍ×０．２ｍｍ的钛片先后用粗、细砂布打磨，使其呈金属光泽；然后用碱液超声清洗３０ｍｉｎ除油，水洗后放入微沸的草酸（质量分数为１０％）中蚀刻２ｈ，使其表面形成凹凸不平的灰色麻面，无金属光泽．如预处理后钛片不立即使用，应放在草酸或酒精中保存待用． １．２电极涂层制备 将结晶水合物（ＲｕＣｌ。）ｚ＋（Ｃｏ（ＮＯ。）。）（１－－ｘ）（ｚ为Ｒｕ摩尔分数，ｏ≤ｚ≤１）溶于１：１乙醇和异丙 收稿日期：２００９—０６—１６；审稿人：汪颖军；编辑：任志平 基金项目：国家自然科学基金项目（５０４７６０９１）ｆ黑龙江省自然科学基金项目（Ｂ２００４０１） 作者简介：吴红军（１９７９～），男，博士生，讲师，主要从事太阳能制氢领域方面的研究． 万方数据
Ag在碱性介质中作氧还原催化剂综述
Ag在碱性介质中作氧还原催化剂综述 本文较为全面地归纳了氧还原反应中使用的各种银基催化剂：纯银、碳载银、银合金、银-过渡金属氧化物。论述了催化剂的机理、优缺点。此外，简要阐述了银基催化剂的一些合成方法，并介绍了催化剂的形貌、PH值、成分对氧还原反应的影响，最后对银基催化剂的研究现状进行了小结并指出今后可能应用的领域，展示出良好的应用前景。 一、在碱性介质中的ORR机理 在碱性溶液中，Yeager认为ORR主要有4e和2e两种反应途径： (1) 直接4e 反应途径 O2＋2H2O＋4e→4OH－ψ°＝0.401 V a (2) 2e-2e 逐步反应途径 O2＋H2O＋2e→ HO2－＋OH－ψ°＝－0.065 V b HO2－＋H2O＋2e→3OH－ψ°＝0.867 V c 中间产物HO2－或可发生歧化反应 2HO2－→2OH－＋O2 d 反应b, c合起来即是反应a, 因此这种反应途径又可叫做准4e反应途径或连续4e反应途径,其中, 反应c被认为是速控步骤. 如果ORR按2e-2e逐步反应途径进行, 则将主要面临两个问题: (1) 若反应c没有进行,则阴极反应的转移电子数减半, 能量密度降低; 而且电池的输出电压、功率性能也相应下降, (2)在碱性溶液中稳定的HO2－容易在催化剂的作用下发生反应d, 从而降低催化剂活性。所以, 能直接催化氧还原按反应a的途径进行就显得尤为重要; 另一方面, 考虑到燃料电池的实用化, 催化材料也应具有在碱性溶液中寿命长和制作成本低、储量丰富等特点, 而在上述的催化材料中,银是少数同时具有上述三项优点的催化材料之一。但是,
Ag 的这种4e反应途径与Pt还是有区别的,已有研究表明Ag在催化还原氧的过程中有过氧化氢产物, 在卤素离子的影响下, 这种现象就更加明显。除此之外, Ag不仅具有良好的耐碱性, 而且在碱性电解质中随着OH－升高(0.1～11.1 mol/L)反而能提升Ag的催化活性。比如: ORR还原产物为OH－而基本不生成HO2－, 当在较高浓度碱性电解质中Ag电极催化ORR的性能要优于Pt的催化性能, 且Ag的质量密度约为Pt的一半, 则同样的载量, Ag的比表面积将大于Pt, 有利于增大表观总电流。 1.PH值的影响 之前的研究表明，对于像Pt和Ag这样的金属，ORR的速率决定步骤是: O2a + e- O2- ; ψ°＝0.562±0.03V e 在Ag(111)表面，此步骤e的电势值在PH=0至13之间并不随PH值增大而改变，体现出PH 的独立性，导致e步骤的反应过电势η值只从PH=0的1.53V减小到PH=14的0.7V。在e步骤后，ORR发生的是直接生成OH-或者生成中间产物HO2-。我们可通过Tafel曲线来揭示这个现象：基于催化剂为Pt的过电势，Tafel曲线中出现了两个明显的区域：在低过电势区域中，曲线斜率为-60mV/dec，表现出-30mV/PH单元的依赖性；而在高过电势区域中，曲线斜率为-120mV/dec,并无PH值的依赖性。在低过电势区域，Tafel斜率-60mV/dec，是由ORR 中间产物的而引起的氧化物中间物覆盖在Pt催化剂表面，呈现出的是Temkin吸附等温线。在高电势区域，Tafel斜率为-120mV/dec，吸附主要由Langmur吸附等温线控制，在此电位之下，主要的氧化物都都消失。类似Pt，碱性电解质中，在Ag的表面发生ORR同样是4e 过程，反应顺序一样，Tafel曲线也同样具有两个明显的斜率区域，因此，基于实验数据，有利地证明Ag作为催化剂的机理和Pt类似。但不同的是在Pt催化剂中，Pt在低的过电势时呈现出强的PH值依赖性，而Ag却没有PH的依赖性。所以，当PH值升高时，更有利于许多
催化剂制备方法
催化剂制备 共沉淀法 按照Co3O4和CeO2在催化剂中的比例，计算出所需0.5mol/L Ce(NO3)3溶液的体积和Co(NO3)2?6H2O 的质量。将钴、铈的硝酸盐混合溶液与沉淀剂碳酸钠并流滴定。沉淀过程中，始终保持沉淀液的pH 值在8.5～9.5 之间。在室温下搅拌 3 小时。按50mL 蒸馏水/g.cat 的比例用80℃蒸馏水洗涤三次，在80℃下干燥24 小时，一定温度下焙烧5 小时，制得不同比例的钴、铈混合氧化物催化剂。 浸渍法 考察制备方法对催化剂的活性影响时，用到了浸渍法，具体步骤如下：取一定量的0.5mol/L Ce(NO3)3溶液，与沉淀剂碳酸钠并流滴定。沉淀过程中，始终保持沉淀液的pH值在8.5～9.5之间。在室温下搅拌3小时。按50mL蒸馏水/g.cat的比例用80℃蒸馏水洗涤三次，在80℃下干燥24小时，得到CeO2载体的前驱体。按比例取一定量的Co(NO3)2?6H2O，采用等体积浸渍方法将Co(NO3)2溶液浸渍于载体前驱体上，再于室温下放置过夜。一定温度下焙烧5小时，制得Co3O4-CeO2催化剂。 活性 原料气空速为40,000ml/h gcat。原料组成为：1 vol.% O2，1 vol.% CO，50 vol.% H2，N2平衡气；Co3O4-CeO2催化剂的制备方法及钴含量、焙烧温度等制备条件对催化剂的活性有很大影响，本实验范围内的最佳条件为：共沉淀法制备，Co3O4含量为80wt.%，焙烧温度为350℃，采用氧化预处理。
从图4-4 至图4-6 可见，共沉淀法制备的催化剂活性明显好于浸渍法的催化剂。共沉淀法的15wt.%Co3O4-CeO2在175℃时达到100%的CO 转化率，而浸渍法的15wt.%Co3O4-CeO2在200℃实现CO 的完全转化。图4-6 显示浸渍法制得的催化剂选择性略好于共沉淀法，但若对比在相同CO 转化率时的选择性，则可看出制备方法对选择性没有明显的影响 二 催化剂酌制备 溶胶一凝胶法 采用溶胶一凝胶法制备介孔ceO，载体．首先向不断搅拌的十六烷基三甲基溴化铵(CTABr)(36．5g／L)溶液中加人一定量的氨水(20％)，直到获得澄清透明的模板剂溶液．将硝酸铈溶液(43．4 g／L)逐滴加入到模板剂溶液中，并在强烈搅拌的情况F使其混合均匀．用氨水将上述溶液的pH值调到11左右。然后搅拌至形成溶胶．将溶胶移入带聚四氟乙烯内衬的不锈钢晶化釜内，100℃晶化5 d，过滤分离出固体产物，用去离子水和乙醇分别洗涤三次，于80℃烘箱中干燥24 h，然后在马弗炉中以5℃／min的速率升温至450℃煅烧4 h，制得介孔Cc02．非介iL CeCh(non—meso—Ce02)载体与介孔CeO：载体制备过程相同，但
综合化学实验报告浸渍法
综合化学实验报告实验名称浸渍法制备Pd/γ-Al2O3催化剂 学院化学化工学院 学生姓名张宇周超朱军洁 专业化学 学号70 71 72 年级2013 指导教师王永钊
浸渍法制备Pd/γ-Al2O3催化剂 张宇周超朱军洁 （山西大学化学化工学院，山西太原030006） 摘要：浸渍法是将载体浸泡在含有活性组分（主，助催化剂组分）的可溶性化合物溶液中，接触一定的时间后除去过剩的溶液，再经干燥，焙烧和活化，即可制得催化剂。本实验采用等体积浸渍法制备负载型Pd/γ-Al2O3催化剂。实验中首先测出γ-Al2O3的饱和吸附量，进而计算出采用等体积浸渍法时所需的含有活性组分Pb2+的PbCl2溶液和水的量，然后将载体γ-Al2O3浸泡在适量的含有活性组分Pb2+的PbCl2溶液与适量的水的混合液中，接触一定的时间后，再经干燥，焙烧和活化，即可制得催化剂。 关键字：等体积浸渍法催化剂Pd/γ-Al2O3 0 引言： 固体催化剂的制备方法很多，工业上使用的固体催化剂的制备方法有：沉淀法，浸渍法，机械混合法，离子交换法，熔融等[1]。由于制备方法的不同，尽管原料和用量完全一样，但所制得的催化剂的性能仍可能有很大的差异。
浸渍法是将载体浸泡在含有在活性组分（主，助催化剂组分）的可溶性化合物溶液中，接触一定的时间后除去过剩的溶液，再经干燥，焙烧和活化，即可制得催化剂[2]。由于浸渍法比较经济，且催化剂形状、表面积、孔隙率等主要取决于载体，容易选取。等体积浸渍法是预先测定载体吸入溶液的能力，然后加入正好使载体完全浸渍所需的溶液量，这种方法称为等体积浸渍法。应用这种方法可以省去过滤多余的浸渍溶液的步骤，而且便于控制催化剂中活性组分的含量。因此，本实验采用等体积浸渍法[3][4]制备负载型Pd/γ- Al2O3催化剂。实验中首先测出γ- Al2O3的饱和吸附量，进而计算出采用等体积浸渍法时所需的含有活性组分Pb2+的PbCl2溶液和水的量，然后将载体γ- Al2O3浸泡在适量的含有活性组分Pb2+的PbCl2溶液与适量的水的混合液中，接触一定的时间后，再经干燥，焙烧和活化，即可制得催化剂。 1.载体的选择和浸渍液的配制[5] （1）载体的选择浸渍催化剂的物理性能很大程度上取决于载体的物理性质，载体甚至还影响到催化剂的化学活性。因此正确的选择载体和对载体进行必要的预处理，是采用浸渍法制备催化剂时首先要考虑的问题。载体种类繁多，作用各异，有关载体的选择要从物理因素和化学因素两方面考虑。物理因素指的是颗粒大小，表面积和孔结构。通常采用已成型好的具有一定尺寸和外形的载体进行浸渍，省去催化剂的成型。化学因素指的是载体可分为三种情况：（ⅰ）惰性载体，载体的作用是使活性组份得到适当的分布；（ⅱ）载体与活性组分有相互作用，它使活性组分有良好的分散并趋于稳定，从而改变催化剂的性能（ⅲ）载体具有催化作用，载体除有负载活性组分的功能外，还与所负载的活性组分一起发挥自身的催化作用。 （2）浸渍液的配制进行浸渍时，通常并不是用活性组分本身制成溶液，而是用活性组分金属的易容盐配成溶液，本实验采用PbCl2溶液。所用的活性组分化合物应该是易溶于水的，而且在焙烧时能分解成所需活性组分，或在还原后变成金属活性组分；同时还必须使无用组分，特别是对催化剂有毒的物质在热分解或还原过程中挥发出去。因此常用的是硝酸盐，铵盐，有机盐。一般以去离子水为溶剂，但当载体易溶于水或活性组分不溶于水时，则可用醇或烃作为溶剂。 2.活性组分在载体上的分布与控制[6] 浸渍时溶解在溶剂中含活性组分的盐类（溶质）在载体表面的分布，与载体对溶质和溶剂的吸附性能有很大的关系。
RuO_2-IrO_2-TiO_2析氧催化剂的制备工艺
第４０卷２０１０年第１期 ２月 电池 ＢＡＴＴＥＲＹＢＩＭＯＮ‘ｒＨＬＹ Ｖ０１．４０．Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．．２０１０Ｒｕ０２一Ｉｒ０２．Ｔｉ０２析氧催化剂的制备工艺 赵丽娟１一，刘志祥２，张萍１，毛宗强２ （１．中国地质大学材料科学与化学工程学院，湖北武汉４３００７４；２．清华大学核能与新能源技术研究院，北京１０００８４）摘要：以ＴｉＮ、ＲｕＣｌ３和Ｈ２ＩｒＣｌ６为原料，用真空浸渍．热分解法制备了Ｒｕ０２－ｌｒ０２一Ｔｉ０２，研究了煅烧温度和ｎ（Ｒｕ＋Ｉｒ）：，Ｉ（Ｔｉ）对产物的彩响。ＸＲＤ分析表明：ＴｉＮ在高温煅烧时氧化生成金红石型Ｔｉ０２，Ｒｕ０２、１ｒ０２和Ｔｉ０２以固溶体的形式存在。ＣＶ、阳极极化曲线和ＥＩＳ测试表明：Ｒｕ０２．Ｉｒ０２．Ｔｉ０２的最佳煅烧温度为４００℃，随着ｎ（Ｒｕ＋Ｉｒ）：ｎ（Ｔｉ）的提高，催化荆的活性增强；在相同电位下，Ｒｕ０２．１ｒ０２．Ｔｉ０２的电流密度大于ｌｒ０２，可用作固体聚合物电解质（ＳＰＥ）水电解催化剂。 关键词：ＴｉＮ；Ｒｕ０２－１１＂０２．Ｔｉ０２；制备工艺；固体聚合物电解水制氢（ＳＰＥｗＥ）；催化剂 中图分类号：ＴＭ９１１．４６文献标识码：Ａ文章编号：１００１—１５７９（２０１０｝０１—００１９—０４ ＴｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆＲｕ０２－－Ｉｒ０２??Ｔｉ０２ｏｘｙｇｅｎｅｖｏｌｕｔｉｏｎｃａｔａｌｙｓｔＺＨＡＯＬｉ－ｊｕａｎｌ一，ＬＩＵＺｈｉ．ｘｉａｎ９２，ＺＨＡＮＧＰｉｎ９１，ＭＡＯＺｏｎｇ－ｑｉａｎ９２ （１．ＦａｃｕｌｔｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＣｈｅｍｉｓｔｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３００７４，Ｃｈｉｎａ； ２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＮｕｃｌｅａｒａｎｄＮｅｗＥ眦ｒｇｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｑｉｎｇ１０００８４，ｃ＾ｆ，ｍ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｕ０２－Ｉｒ０２?Ｔｉ０２ｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｖｉａｖａｃｕｕｍｉｍｐｒｅｇｎａｔｉｏｎ－ｔｈｅｒｍａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｉｔｈＴｉＮ，ＲｕＣｈａｎｄＨ２Ｉｒｃｌ６鹅ｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｌｃｉｎｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｎ（Ｒｕ＋Ｉｒ）：ｎ（Ｔｉ）ｏｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．ＸＲＤａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅＴｉＮＷＳＳｏｘｉｄｉｚｅｄｔｏｆｏｒｍｒｕｔｆｌｅ－ｔｙｐｅｐｈａｓｅＴｉ０２ｂｙｃａｌｃｉｎｉｎｇａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｒｕ０２，Ｉｒ０２ａｎｄＴｉ０２ｅｘｉｓｔｅｄｉｎｔｈｅｆｏｒｍｏｆｓｏｌｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎ．ＣＶ，ａｎｏｄｉｃｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｃｕｒｖｅ８ａｎｄＥＩＳｔｅｓｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｃａｌｃｉｎｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆＲｕ０２－Ｉｒ０２?Ｔｉ０２ＷｔｌＳ４００℃，ｔｈｅａｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｎ（Ｒｕ＋Ｉｒ）：ｎ（Ｔｉ）．ＴｈｅｃｔＬｒｒｅｎｔｄｅｎｓｉｔｙｏｆＲｕ０２－ｌｒ０２－Ｔｉ０２ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓａＩ∞ｐｏｔｅｎｔｉａｌｗ鹤ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎＩ，０２，ｉｔｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄ鹪ｃａｔａｌｙｓｔｏｆｓｏｌｉｄｐｏｌｙｌＩ欺’ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ（ＳＰＥ）ｗａｔｅｒｄ胱ｔｍｌｙｓｉｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴｉＮ；Ｒｕ０２?ｌｒ０２一Ｔｉ０２；ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ；ｓｏｌｉｄｐｏｌｙｍｅｒｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｗａｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ（ＳＰＥＷＥ）；ｃａｔａｌｙｓｔ 目前，固体聚合物电解水制氢（ｓＰＥｗＥ）多以贵金属及其氧化物为氧电极催化剂。制约该技术商业化的最主要原因是成本太高，研制负载型析氧催化剂，可降低贵金属催化剂的用量及成本。在ＳＰＥＷＥ中，由于析氧电位较高，以炭为载体时，氧气对载体的溶蚀严重。选择抗腐蚀性、稳定性好的催化剂载体（如Ｔｉ４０７…、Ｔｉ０．９Ｎｂ０．１０２…、ＴｉＮ【２Ｊ和ＴｉＣ【３１等）是固体聚合物电解质（ＳＰＥ）水电解用催化剂研究的热点。在析氧反应中，析氧过电位高的电极在高电位下工作，会发生阳极的溶解和钝化，缩短寿命。金属氧化物Ｉｒ０２和Ｒｕ０２‘４】是研究的重点，添加Ｉｒ０２可提高Ｒｕ０２的稳定性。Ｒｕ０２．Ｉｒ０２．Ｔｉ０２析氧催化剂一般由高温热分解制得，催化剂和膜的结合力差，容易造成催化剂的脱落，不适用于ＳＰＥ水电解，因此，一般先制备纳米粉体催化剂，再制作膜电极［５】５。 本文作者以ＴｉＮ、Ｒｕｔｈ和Ｈ２ＩｒＣｌ６为原料，用真空浸渍一热分解法制备Ｒｕ０２．Ｉｒ０２－Ｔｉ０２催化剂，并研究了制备过程中的影响因素对产物结构和电化学性能的影响。 ｌ实验 １．１Ｒｕ０２．Ｉｒ０２．Ｔｉ０２催化剂的制备 将ＲｕＣｈ?ｘＨ２０（北京产，ＡＲ，Ｒｕ净含量为３７％）、８２ＩｒＣｌ６?６Ｈ２０（北京产，ＡＲ，Ｉｒ净含量为３５％）、异丙醇（北京产，ＡＲ）和浓ＨＣｌ（北京产，ＡＲ）配成Ｏ．２ｔｏｏｌ／Ｌ（相对于单质 作者简介： 赵丽娟（１９８５一），女，山西人，中国地质大学材料科学与化学工程学院硕士生，研究方向：ＳＰＥ水电解； 刘志祥（１９７６一），男，四川人，清华大学核能与新能源技术研究院助理研究员，研究方向：制氢储氢、燃料ｇｉｇ； 张萍（１９５６一）。女，湖北人，中国地质大学材料科学与化学工程学院教授，博士，硕士生导师。研究方向：电池，本文联系人； 毛宗强（１９４７一），男，江苏人，清华大学核能与新能源技术研究院研究员，研究方向：燃料电池。 万方数据
电沉积制备碳纸负载级孔硫磷化钴镍电极析氧性能研究
电沉积制备碳纸负载级孔硫磷化钴镍电极析氧性能研究 随着化石燃料的过度消耗,能源问题已经成为全球性难题,寻找可再生、环境友好型的能源迫在眉睫。水分解制取氢气是最具前景的能源转换技术之一,但该技术的发展受到阳极析氧反应（OER）缓慢的反应动力学限制。 因此,开发高效、稳定的析氧反应催化剂至关重要。本研究以碳纤维纸为基底,采用电沉积的方法成功合成了具有较好析氧活性的硫磷化钴电极及硫磷化钴镍电极。 首先采用循环伏安法,以碳纤维纸为基底,电沉积制备了磷化钴 （Co2P/CFP）。研究了沉积圈数对催化剂表面形貌和析氧催化活性的影响,经过40小时的耐久性测试,催化剂依然保持了良好的析氧催化活性。 为了进一步提高催化剂析氧活性,通过掺杂非金属元素S研究了硫磷化处理对催化剂析氧活性的影响。采用两步电沉积法（在CFP上先沉积硫化钴纳米片再进行磷化）合成了硫磷化钴(Co2-xSP/CFP)。 通过改变沉积圈数,调控催化剂的表面形貌与P元素的含量,提高了催化剂中活性中心Co3+离子的浓度。得到的催化剂 (Co2-xSP3/CFP)析氧过电势明显低于Co2P/CFP、 Co1-xS/CFP和商业催化剂IrO2,经过长达60h的稳定性测试后,催化剂依然具有很好的析氧活性。 通过对稳定性测试后的样品进行分析,发现Co2-xSP/CFP表面逐渐被氧化为氧化钴/氢氧化钴。在Co2-xSP基础上,通过掺杂非贵金属Ni,得到了 Co2Ni2-xS1-xPx/CFP析氧催
催化剂制备方法大全
催 化 剂 的 制 备 方 法 与 成 型 技 术 总 结 应用化学系1202班 王宏颖 2012080201
催化剂的制备方法与成型技术 一、固体催化剂的组成： 固体催化剂主要有活性组分、助剂和载体三部分组成： 1.活性组分：主催化剂，是催化剂中产生活性的部分，没有它催化剂就不能产生催化作用。 2.助剂：本身没有活性或活性很低，少量助剂加到催化剂中，与活性组分产生作用，从而显著改善催化剂的活性和选择性等。 3.载体：载体主要对催化活性组分起机械承载作用，并增加有效催化反应表面、提供适宜的孔结构；提高催化剂的热稳定性和抗毒能力；减少催化剂用量，降低成本。 目前，国内外研究较多的催化剂载体有：SiO2，Al2O3、玻璃纤维网（布）、空心陶瓷球、有机玻璃、光导纤维、天然粘土、泡沫塑料、树脂、活性炭，Y、β、ZSM-5分子筛，SBA-15、MCM-41、LaP04等系列载体。 二、催化剂传统制备方法 1、浸渍法 （1）过量浸渍法 （2）等量浸渍法（多次浸渍以防止竞争吸附） 2、沉淀法（制氧化物或复合氧化物）（注意加料顺序：正加法或倒加法，沉淀剂 加到盐溶液为正，反之为倒加） （1）单组分沉淀法 （2）多组分共沉淀法 （3）均匀沉淀法（沉淀剂：尿素） （4）超均匀沉淀法 （NH4HCO3和NH4OH组成的缓冲溶液pH=9） （5）浸渍沉淀法 浸渍沉淀法是在浸渍法的基础上辅以均匀沉淀法发展起来的，即在浸渍液中预先配入沉淀剂母体，待浸渍单元操作完成后，加热升温使待沉淀组分沉积在载体表面上。此法，可以用来制备比浸渍法分布更加均匀的金属或金属氧化物负载型催化剂。 （6）导晶沉淀法 本法是借晶化导向剂（晶种）引导非晶型沉淀转化为晶型沉淀的快速有效方法。举例：以廉价易得的水玻璃为原料的高硅酸钠型分子筛，包括丝光沸石、Y型、X型分子筛。 3、共混合法 混合法是将一定比例的各组分配成浆料后成型干燥，再经活化处理即可。如合成气制甲醇用的催化剂就是将氧化锌和氧化铬放在一起混合均匀（适当加入铬
浸渍法制备PdAl2O3催化剂
山西大学 综合化学实验报告实验名称浸渍法制备Pd/γ-Al2O3催化剂 学院化学化工学院 学生姓名 ddd 专业化学 学号 4444 年级 2009 指导教师王永钊 二Ο一二年 5月11日
浸渍法制备Pd/γ-Al2O3催化剂 姓名：tttt 学号：jikij 专业：化学 （山西大学化学化工学院，山西太原030006） 摘要：用等体积浸渍法，预先测定载体吸入溶液的能力，然后加入正好使载体完全浸渍所需的Pd溶液与蒸馏水的量，经干燥，焙烧，还原制备Pd/γ-Al2O3催化剂，此催化剂为银灰色蛋壳型。 关键词：浸渍法 Pd/γ-Al2O3 催化剂 引言: 固体催化剂的制备方法很多。由于制备方法的不同，尽管原料和用量完全一样，但所制得的催化剂的性能仍可能有很大的差异。本次实验使用等体积浸渍法制备Pd/γ-Al2O3催化剂，使学生了解并掌握催化剂制备的基本原理与简单操作。 浸渍法是将载体浸泡在含有活性组分（主，助催化剂组分）的可溶性化合物溶液中，接触一定的时间后除去过剩的溶液，再经干燥，焙烧和活化，即可制得催化剂。而等体积浸渍法，能较便捷的得出所需净渍液的大概体积，由此可以省去过滤多余的浸渍溶液的步骤，而且便于控制催化剂中活性组分的含量。此方法预先测定载体吸入溶液的能力，然后加入正好使载体完全浸渍所需的溶液量。 用浸渍法制备催化剂时，毛细管中浸渍液所含的溶质在干燥过程中会发生迁移，造成活性组分的不均匀分布。这时由于在缓慢干燥过程中，热量从颗粒外部传递到其内部，颗粒外部总是先达到液体的蒸发温度，因而孔口部分先蒸发使一部分溶质析出，由于毛细管上升现象，含有活性组分的溶液不断地从毛细管内部上升到孔口，并随溶剂的蒸发溶质不断地析出，活性组分就会向表层集中，留在孔内的活性组分减少。因此，为了减少干燥过程中溶质的迁移，常采用快速干燥法，使溶质迅速析出。有时也可采用稀溶液多次浸渍法来改善。 浸渍完全后再经干燥，焙烧处理得到催化剂产物。 实验部分 1、实验步骤 1.1实验试剂与仪器 1.1.1 试剂：γ-Al2O3小球，蒸馏水，Pd[9.6 mg/mL]溶液 1.1.2 仪器：坩埚，玻璃棒，移液管(1ml)，洗耳球，小量筒（10ml)，烘箱，马弗炉 1.2具体操作方法 1.2.1 载体吸入溶液能力试验称取三份1.0 g的40-60 目γ-Al2O3小球，逐步滴加蒸馏水，
从废钒催化剂中回收钒的实验研究
第!"卷#第$期#############桂林工学院学报############%&’(!")&($ !**"年$月#########+,-.)/0,12-303)3)4535-56,15678 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ),0,29########+:;?@@A（!**"）*$>**B">*! 从废钒催化剂中回收钒的实验研究 肖#瑜 （桂林工学院资源与环境工程系，广西桂林#?@$**@） 摘!要：采用硫酸浸取>氨水富集>硝酸氧化的方法，从废钒催化剂中回收钒(研究了硫 酸浓度和硝酸浓度对产品产量的影响，在硫酸的浓度为=C和硝酸浓度为"$C的最佳实验条 件下，产品中%!,?的纯度达到了DE<=C，%!,?的回收率达到E"<=C(实验采用硝酸代替 F7’,"等氧化剂，可以减少%!,?中杂质的含量，易于进行分离提纯，从而提高%!,?的纯 度，提高反应速度，扩大生产能力( 关键词：废钒催化剂；五氧化二钒；回收；富集 中图分类号：ADE$<"############文献标识码：G! ##硫酸工业每年产生大量的废钒催化剂，造成对环境的污染(同时，钒是稀有金属，在自然界中分散而不集中，富集的钒矿不多，提取和分离比较困难［$］(从废钒催化剂中回收%!,?既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源(目前回收钒的主要方法有空气氧化法、氯酸钾氧化法等，本次实验采用硫酸浸取>氨水富集>硝酸氧化的方法回收废钒催化剂中的%!,?，反应产物中只有%!,?为固体，其它均为气体或液体，因而易于分离提纯( $#原料制备 ##实验采用邵阳市化肥厂废弃的4$*$型（%!,?含量DC H EC）钒催化剂为主要原料(但由于钒催化剂在使用过程中，%!,?与/I!,"和1作用生成挥发性的%!,??/I!,"和%1?而使五氧化二钒含量减少(根据2G@=BE<$!>E@［!］，用硫酸亚铁铵容量法测定此废弃的4$*$型钒催化剂中%!,?的含量为@
催化剂的制备方法及成型
催化剂的制备方法及成型 一催化剂的制备方法 1.1浸渍法 将含有活性组分（或连同助催化剂组分）的液态（或气态）物质浸载在固态载体表面上。此法的优点为：可使用外形与尺寸合乎要求的载体，省去催化剂成型工序；可选择合适的载体，为催化剂提供所需的宏观结构特性，包括比表面、孔半径、机械强度、导热系数等；负载组分仅仅分布在载体表面上，利用率高，用量少，成本低。广泛用于负载型催化剂的制备，尤其适用于低含量贵金属催化剂。 影响浸渍效果的因素有浸渍溶液本身的性质、载体的结构、浸渍过程的操作条件等。浸渍方法有：①超孔容浸渍法,浸渍溶液体积超过载体微孔能容纳的体积,常在弱吸附的情况下使用；②等孔容浸渍法，浸渍溶液与载体有效微孔容积相等，无多余废液，可省略过滤，便于控制负载量和连续操作；③多次浸渍法，浸渍、干燥、煅烧反复进行多次，直至负载量足够为止，适用于浸载组分的溶解度不大的情况，也可用来依次浸载若干组分，以回避组分间的竞争吸附；④流化喷洒浸渍法，浸渍溶液直接喷洒到反应器中处在流化状态的载体颗粒上，制备完毕可直接转入使用,无需专用的催化剂制备设备;⑤蒸气相浸渍法，借助浸渍化合物的挥发性，以蒸气相的形式将它负载到载体表面上，但活性组分容易流失，必须在使用过程中随时补充。 1.2沉淀法 用淀剂将可溶性的催化剂组分转化为难溶或不溶化合物，经分离、洗涤、干燥、煅烧、成型或还原等工序，制得成品催化剂。广泛用于高含量的非贵金属、金属氧化物、金属盐催化剂或催化剂载体。沉淀法有： ①共沉淀法,将催化剂所需的两个或两个以上的组分同时沉淀的一种方法。其特点是一次操作可以同时得到几个组分，而且各个组分的分布比较均匀。如果组分之间形成固体溶液，那么分散度更为理想。为了避免各个组分的分步沉淀,各金属盐的浓度、沉淀剂的浓度、介质的pH值及其他条件都须满足各个组分一起沉淀的要求。 ②均匀沉淀法,首先使待沉淀溶液与沉淀剂母体充分混合，造成一个十分均匀的体系，然后调节温度，逐渐提高pH值，或在体系中逐渐生成沉淀剂等，创造形成沉淀的条件，使沉淀缓慢地进行，以制取颗粒十分均匀而比较纯净的固体。例如，在铝盐溶液中加入尿素，混合均匀后加热升温至90～100℃,此时体系中各处的尿素同时水解，放出OH-离子： 于是氢氧化铝沉淀可在整个体系中均匀地形成。 ③超均匀沉淀法,以缓冲剂将两种反应物暂时隔开，然后迅速混合，在瞬间内使整个体系在各处同时形成一个均匀的过饱和溶液，可使沉淀颗粒大小一致，组分分布均匀。苯选择加氢的镍／氧化硅催化剂的制法是：在沉淀槽中，底部装入硅酸钠溶液，中层隔以硝酸钠缓冲剂，上层放置酸化硝酸镍，然后骤然搅拌，静置一段时间，便析出超均匀的沉淀物。 ④浸渍沉淀法,在浸渍法的基础上辅以均匀沉淀法，即在浸渍液中预先配入沉淀剂母体，待浸渍操作完成后加热升温，使待沉淀组分沉积在载体表面上。 混合法多组分催化剂在压片、挤条等成型之前,一般都要经历这一步骤。此法设备简单，操作方便，产品化学组成稳定，可用于制备高含量的多组分催化剂，尤其是混合氧化物催化剂，但此法分散度较低。 混合可在任何两相间进行，可以是液-固混合(湿式混合)，也可以是固-固混合（干式混合）。混合的目的：一是促进物料间的均匀分布，提高分散度；二是产生新的物理性质(塑性)，便于成型，并提高机械强度。
几种过渡金属催化剂的制备及析氧性能研究
目录 摘要................................................................................................................................................................ I Abstract ...........................................................................................................................................................II 第一章文献综述. (1) 引言 (1) 1.1电解水制氢技术 (1) 1.2碱性电解水存在的主要问题 (2) 1.3阳极析氧电极材料的研究现状 (4) 1.3.1贵金属及其氧化物 (4) 1.3.2过渡金属及其合金材料 (5) 1.3.3钙钛矿型氧化物 (5) 1.3.4尖晶石型氧化物 (6) 1.3.5过渡金属硫化物 (7) 1.3.6过渡金属氮化物 (7) 1.3.7纳米碳材料 (7) 1.4析氧电极制备工艺 (8) 1.4.1涂覆法 (8) 1.4.2浸渍法 (8) 1.4.3电泳沉积法 (9) 1.4.4离子溅射法 (9) 1.4.5原位生长纳米电极 (9) 1.5立题依据和研究内容 (9) 第二章实验部分 (11) 2.1实验药品与仪器 (11) 2.2 催化剂的表征 (11) 2.2.1 X-射线衍射光谱（XRD） (11) 2.2.2场发射扫描电子显微镜（FESEM） (12) 2.2.3高分辨透射电子显微镜（HRTEM） (12) 2.2.4 X-射线能谱仪（EDS） (12) 2.2.5 X-射线光电能谱（XPS） (12) 2.2.6热重分析（TG） (12) 2.2.7元素分析 (12) 2.3电化学测试 (12) 第三章CoFe2O4-CNTs纳米复合材料的制备和表征 (14) 3.1前言 (14) 3.2实验部分 (15) 3.2.1 CNTs的纯化和酸化 (15) 3.2.2 CoFe2O4催化剂的制备 (15) 3.2.3 CoFe2O4-CNTs纳米复合材料的制备 (15) 3.3 实验结果与讨论 (16) 3.3.1 XRD图谱分析 (16) 3.3.2 SEM和EDS分析 (17)
氧还原催化剂研究进展
氧还原催化剂研究进展 摘要 虽然经过半个多世纪对研究,人们对氧电极反应取得了很多原子、分子水平上的认识,但是对氧还原的高超电势的起源、催化剂的氧还原活性与结构的内在关系等问题,?还没有清晰的认识。其主要原因是一方面氧还原反应是一个涉及4电子转移、多步骤的复杂反应,人们在研究中并没有仔细考究常用于研究纳米电催化剂的氧还原反应活性的薄膜旋转圆盘电极技术是否切实可靠。 非贵金属氧还原催化剂是近年来低温燃料电池最受关注的研究热点之一。本文回顾了燃料电池用非贵金属氧还原催化剂方面的研究进展，总结了提高催化活性和稳定性、降低催化剂制备成本、催化剂制备工艺和新型非贵金属氧还原催化剂设计等方面所取得的研究结果。对非贵金属氧还原催化剂亟待解决的问题和发展趋势提出自己的看法。 关键词：燃料电池；非贵金属催化剂；氧还原反应；电化学性能 Abstract However, no consensus on ORR mechanism and key factors which
limits ORR ki'netics has been reached so far.This is probably due to, on one hand, ORR is a reaction involves 4 electron, multiple step complex process, on the other hand, some misunderstanding exists on using thin film rotating disk electrode method, the key technique used for evaluating nanocatalysts activity for ORR. In recent years，non-precious metal oxygen reduction catalysts have gained particular interest for fuel cells. This paper presents the research progress of non-precious metal oxygen reduction catalysts with focus on the effort to improve the activity and durability of the catalysts，to decrease cost of the catalysts，and to develop novel non-precious metal catalysts. The urgent problems and future research focuses for non-precious metal oxygen reduction catalysts are also proposed. Key words：fuel cells；non-precious metal catalysts；oxygen reduction reaction；electrochemical performance 一、绪论 1.1氧还原电催化研究背景
浸渍法原理
概述以浸渍为关键和特殊步骤制造催化剂的方法称浸渍法也是目前催化剂工业生产中广泛应用的一种方法。浸渍法是基于活性组分含助催化剂以盐溶液形态浸渍到多孔载体上并渗透到内表面而形成高效催化剂的原理。通常将含有活性物质的液体去浸各类载体当浸渍平衡后去掉剩余液体再进行与沉淀法相同的干燥、焙烧、活化等工序后处理。经干燥将水分蒸发逸出可使活性组分的盐类遗留在载体的内表面上这些金属和金属氧化物的盐类均匀分布在载体的细孔中经加热分解及活化后即得高度分散的载体催化剂。活性溶液必须浸在载体上常用的多孔性载体有氧化铝、氧化硅、活性炭、硅酸铝、硅藻土、浮石、石棉、陶土、氧化镁、活性白土等可以用粉状的也可以用成型后的颗粒状的。氧化铝和氧化硅这些氧化物载体就像表面具有吸附性能的大多数活性炭一样很容易被水溶液浸湿。另外毛细管作用力可确保液体被吸人到整个多孔结构中甚至一端封闭的毛细管也将被填满而气体在液体中的溶解则有助于过程的进行但也有些载体难于浸湿例如高度石墨化或没有化学吸附氧的碳就是这样可用有机溶剂或将载体在抽空下浸渍。浸渍法有以下优点第一附载组分多数情况下仅仅分布在载体表面上利用率高、用量少、成本低这对铂、铑、钯、铱等贵金属型负载催化剂特别有意义可节省大量贵金属第二可以用市售的、已成形的、规格化的载体材料省去催化剂成型步骤。第三可通过选择适当的载体为催化剂提供所需物理结构特性如比表面、孔半径、机械强度、热导率等。可见浸渍法是一种简单易行而且经济的方法。广泛用于制备负载型催化剂尤其是低含量的贵金属附载型催化剂。其缺点是其焙烧热分解工序常产生废气污染。浸渍法工艺浸渍法可分为粉状载体浸渍法和粒状载体浸渍法两种工艺其特点可由流程图看出。粒状载体浸渍法工艺如图6—2所示。粒状载体浸渍前通常先做成一定形状抽空载体后用溶液接触载体并加入适量的竞争吸附剂。也可将活性组分溶液喷射到转动的容器中翻滚到载体上然后可用过滤、倾析及离心等方法除去过剩溶液。粉状载体浸渍法与粒状载体浸渍法类似但需增加压片、挤条或成球等成形步骤其流程见图6—3。浸渍的方法对