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室温辉光放电电子还原制备贵金属复合体及催化剂研究
作者:王巍      责编:李卉,李丽
ISBN:978-7-5686-0696-7      定价:46.00 元
出版日期:      开本:1/
所属丛书:      印张:     字数: 千字
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本书利用辉光放电电子还原在添加生物助剂以及掺杂Pd元素等不同条件下,制备了一系列经过改进的铂基催化剂,并全面分析总结了由结构形貌不同而导致的活性、稳定性显著提高的原因。

本书首先讨论了利用辉光放电电子还原于硬模板阳极氧化铝(AAO)表面制备贵金属纳米颗粒的可行性。研究结果说明,在没有保护剂、分散剂等有机试剂的影响下,通过辉光放电电子还原制备贵金属纳米颗粒,可以更本征准确地分析其性质与纳米颗粒之间的关系,这也为通过辉光放电电子还原制备Pt基催化剂的研究提供了基础。

之后,本书讨论了利用辉光放电电子还原制备的Pt/C-E催化剂在氧还原反应上的评价结果。催化剂表征发现经等离子体还原得到的Pt纳米颗粒粒径会随载量的改变而产生微小的变化,同时其暴露晶面基本以(111)晶面为主,并含有少量的(200)晶面。正是这两点特性导致其与氧的晶面结合能显著降低,进而提高了其催化活性和稳定性。

在本书中,借助多肽KLVFF,利用辉光放电电子还原制备的Pt (111)-P/C催化剂具有优异的ORR催化活性和稳定性。催化剂中的Pt纳米颗粒暴露晶面几乎全部为(111)晶面,同时粒径仅有2 nm左右,且不随载量的变化而改变。这样的粒径形貌特性使其获得了最小的与氧的晶面结合能。此外,多肽的引入不仅显著增加了催化剂对电子的传递速率,碳载体上也被掺杂氮元素,从而进一步提高了对氧气的吸附能力。这一系列的改进使该催化剂获得了优异的催化活性和稳定性,同时也为制备电化学催化剂提供了新的思路,更是为分析不同晶面的本征氧还原反应动力学提供了强有力的支持。

在本书中,利用辉光放电电子还原制备了PtPd/C催化剂,并对其进行了表征和电化学评价。催化剂中的Pt、Pd两种元素以合金的形式存在,其平均粒径只有2.5 nm左右。此外,由于氧还原反应的中间体OHads集团与PtPd合金表面的结合能更低。同时合金纳米颗粒仍主要以(111)面为主,其氧气分解速率也相对较高。这两点因素使得PtPd/C催化剂具有优异的ORR催化活性和稳定性。

本书最后还采用辉光放电电子还原制备了Pt/ZSM-22双功能催化剂,讨论了该方法制备的Pt基催化剂在传统石油化工领域的应用情况。


王巍,黑龙江人,黑龙江大学化学化工与材料学院副教授,硕士生导师。主要从事化工及能源领域的环境友好催化剂及催化工艺的研究,包括微孔及多级孔沸石分子筛和金属-分子筛双功能催化剂制备、结构及其催化性能研究。现为黑龙江省化工学会理事。近年来,发表SCI收录学术论文10余篇。作为项目负责人主持国家自然科学青年基金项目1项,厅局级项目2项,作为骨干成员参加政府间国际科技创新合作重点专项、高校科技成果研发、培育、转化支持计划项目各1项,已授权中国发明专利1项。


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