非贵金属催化剂

摘要： 电催化还原CO_(2)由于具有温和的反应条件、反应产物组成可调、环境友好等优点,是CO_(2)转化技术中最有前景的方法之一,然而目前发展的电催化CO_(2)还原技术仍未达到工业化盈利所需的技术经济指标。因此,通过简单的两电子转移,将CO_(2)-H_(2)O电还原为合成气通常被认为是电化学还原CO_(2)过程中较有前景的实现盈利的途径之一,因此研究能够精确调控合成气比例的非贵金属电催化剂至关重要。在本文中,我们提出了通过三元纳米复合材料的分子工程学设计的进行了高活性、可实现特定比例合成气制备的双功能电催化剂的合成策略。将三聚氰胺、三苯基膦(TPP)和乙酸镍研磨并溶解在乙醇中,通过旋蒸得到三元纳米复合材料,在850°C下热解2 h得到催化剂。该方法简单、易操作并且易于放大。该系列双功能电催化剂的比表面积和孔体积均随着三苯基膦量的增加而增加,且分级孔结构有利于提供活性位以及促进物质传输。此外,拉曼图谱表明材料的缺陷度由于前驱体中三苯基膦的增加而增加。另外,X射线光电子能谱验证了析氢反应活性位点Ni-P和CO_(2)电催化活性为位点Ni-N的存在。因此,该系列电催化剂的性能具有较大的调控空间,可从CO产物主导调控至H_(2)产物主导。电化学性能通过在CO_(2)饱和0.5 mol·L^(-1) KHCO_(3)溶液中进行线性扫描伏安法以及恒电位电解进行评价。结果表明催化剂的活性受材料表面P/Ni-N_(x)比例的影响。最高的CO法拉第效率为91%,由不含磷化镍的纯Ni-N-C材料在−0.8 V(相对于可逆氢电极(RHE))电位下实现。在−0.7至−1.1 V(vs RHE)电位区间内,合成气流中CO/H_(2)的摩尔比可从2:5调整至10:1,并能与磷化镍和镍-氮-炭组分的摩尔比关联。此外,我们还对优化的催化剂在−0.7 V电位下的稳定性进行了测试,合成气摩尔比例在8 h内保持在1.2–1.3,说明材料具有良好的稳定性。本工作将温室气体CO_(2)和H_(2)O转化成比例可调的合成气,为双功能电催化剂的工程设计提供了新的方向。

摘要： 喹啉选择加氢制备1,2,3,4-四氢喹啉是最为简便和可行的方法,后者是一种重要的精细化工中间体。本文综述了近10年基于喹啉及其衍生物选择加氢反应的多相金属催化剂研究进展,探讨了活性金属组分和载体对催化性能的影响。最后对该领域存在的问题和发展前景进行了总结和展望。

摘要： 芳基硅烷广泛应用于Hiyama偶联、C-N偶联、联芳烃及聚酮高分子化合物合成等方面,其合成研究受到关注.文章对近二十年来芳基硅烷的合成研究进行概述,发现利用贵金属催化剂催化芳基硅烷合成,虽然产物收率高、底物适用性好、反应时间短、反应条件温和,但也存在着催化剂成本高、难以回收利用的问题.非贵金属催化剂的开发研究以及催化剂循环利用将是今后重点关注的方向.

摘要： 碱性介质中的氧还原反应是金属-空气电池和阴离子交换膜燃料电池的重要电化学过程。但是,其动力学缓慢,因而引起了对高效电催化剂的广泛研究。其中,非贵金属催化剂可有效地规避铂基催化剂成本和储量的问题,而备受关注。但其挑战在于将性能提高到可与Pt基催化材料媲美。鉴于非贵金属催化剂的组成和结构对催化性能有着至关重要的影响,精准地调控催化剂的结构有望消除非贵金属催化剂和商业铂基催化剂的活性差距。在该评述中,我们致力于总结通过结构调控来提升性能的研究进展。我们首先介绍了四种极具代表性的非贵金属催化剂,包括非金属碳基材料、金属化合物、石墨化碳层包覆金属颗粒、原子分散的金属-氮-碳材料,突出了催化活性位点和催化机理。随后,针对于这些催化剂,我们归纳了从微纳尺度到原子层面的结构调控策略,如分级多孔结构的设计、界面工程、缺陷工程以及原子对活性位点的构建。我们着重讨论了结构和性能之间的依赖关系。从加速传质、增加可及的活性位点数量、可调控的电子状态和多组分之间的协同效应,讨论了这些结构变化引起的活性改进的起源。最后,我们对该领域存在的挑战以及未来的前景进行了展望。

摘要： 近日,中国科学技术大学的研究团队利用金属载体相互作用和原子限域,首次设计出一种高密度、抗积炭镍铜“动态三原子”新型非贵金属催化剂,并在富烯烃气氛中乙炔和1,3-丁二烯选择性加氢等方面进行了应用。低碳烯烃是石油化工中的核心平台小分子。石脑油裂解制备的低碳烯烃因含有微量乙炔和1,3-丁二烯分子,影响其下游应用。选择性加氢是烯烃关键纯化技术,其工业催化剂通常是钯基贵金属催化剂。开发出高效非贵金属催化剂,同时避免催化剂烧结和积炭具有重要意义。

摘要： 氢能具有高能量密度、绿色可持续的优点,是人类社会的理想能源。电解海水制氢是未来氢能产业的战略方向,其中阴极析氢催化剂的活性和稳定性对电解海水制氢的发展至关重要。贵金属铂虽具备优异的析氢催化性能,但价格昂贵、资源有限,限制了其大规模应用。因此,对非贵金属催化剂的研究备受关注。从析氢反应原理入手,介绍了过电位、塔菲尔斜率、法拉第效率、比活性和质量活性等评价催化性能的几个重要参数,综述分析了多种非贵金属催化剂作为电解海水制氢阴极催化剂的研究现状,指出了目前电解海水制氢面临的问题,认为未来非贵金属催化剂规模化电解海水阴极析氢研究应从以下几方面开展:1)设计高活性和稳定性的非贵金属催化剂;2)优化非贵金属催化剂的制备工艺;3)利用先进测试表征手段辅助构建反应模型;4)深化理论计算机理方面的研究。

摘要： 催化燃烧是一种高效的VOCs处理技术。本文介绍了近年来非贵金属催化剂在催化燃烧VOCs中的应用,指出开发高效非贵金属催化剂必须结合实际工艺条件,以及催化机理和最佳制备工艺是今后进一步研究的重点和发展方向。

摘要： 采用微波加热和高温碳化技术,以ZIF-8为前驱体,在甲醇-水双溶剂体系中先后引入Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O和KSCN,制备了一系列S掺杂的Fe-N-C催化剂(Fe_(3)C/Fe-SAS@SNC),并通过X射线粉末衍射、扫描透射电子显微镜和氮气吸附-脱附测试等表征手段进行分析.结果表明,Fe和S两种元素的合理掺杂使Fe_(3)C/Fe-SAS@SNC催化剂具有明显的分级多孔结构,比表面积达到673 m^(2)/g,在酸、碱电解质中均表现出了优异的氧还原催化性能.在0.1 mol/L KOH中,Fe_(3)C/Fe-SAS@SNC催化剂的半波电位达到0.880 V(vs.RHE),高于商业Pt/C催化剂,且表现出了比商业Pt/C更优的稳定性.在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)中,Fe_(3)C/Fe-SAS@SNC电催化氧还原的性能也与商业Pt/C催化剂相当.

摘要： [目的]能源消耗的持续增长和化石燃料燃烧带来的环保和能源安全问题已经引起世界各国的广泛关注。因此,发展清洁能源生产技术已成为世界范围内的主要研究重点。氢能具有无污染、比能密度高、资源丰富等特点,是最具潜力的传统化石燃料替代品之一。电催化分解水被认为是最有希望的制氢方法,但阳极上的析氧反应动力学缓慢,能量转换效率低,是大规模制氢的主要瓶颈。与稀有和昂贵的贵金属催化剂相比,镍-钴(Ni-Co)基电催化剂由于具有可调的电子结构、高导电性和低成本优势,有望在碱性溶液中实现卓越的OER活性和耐久性。[方法]文章总结并讨论了在OER中Ni-Co基电催化剂的最新研究发展。重点讨论了Ni-Co基电催化剂的设计和合成,以及在OER过程中提高其电催化性能的研究策略。[结果]为了代替钌、铱等贵金属催化剂,研究者们对Ni-Co基非贵金属催化剂进行了大量研究。包括氧化物、氢氧化物、合金、氮化物、硫化物、磷化物等在内的多种Ni-Co基催化剂通过化学结构的调控,从阳极角度提高了电催化制氢的活性。但这些催化剂又分别面临不同的缺陷,有待进一步研究克服。[结论]开发具有高OER活性的非贵金属催化剂是降低电解水制氢成本,促进氢能产业发展的重要途径。虽然仍有一些技术问题尚未解决限制了Ni-Co基催化剂替代贵金属催化剂,但作为重要的贵金属催化剂替代品,Ni-Co基催化剂的研究为新型催化剂的开发提供了重要选择。

摘要： 选取二氯化钴和硫脲为钴源和硫源,以自制的还原氧化石墨烯(rGO)为载体,采用回流法在乙二醇溶剂中一步合成出Co_(3)S_(4)/rGO复合物。利用X射线衍射、扫描电镜和拉曼光谱(Raman)等手段对催化剂进行结构与形貌表征。结果表明:Co_(3)S_(4)/rGO样品中生成了具有立方结构的Co_(3)S_(4)细小晶粒,生长在rGO上的Co_(3)S_(4)晶粒发生聚集,具有较好的分散性。Co_(3)S_(4)/rGO的拉曼谱图的峰强比(I_(D)/I_(G))为0.92,Co_(3)S_(4)对石墨烯结构无明显影响,石墨烯起到载体作用。在0.5mol/L H_(2)SO_4电解液中,线扫伏安测试表明,Co_(3)S_(4)/rGO催化剂具有良好的氧还原催化性能,氧还原起始电位为0.75V(vs.RHE),在动力学电位区,Tafel斜率和传递系数分别为119.5mV和0.49,氧分子在Co_(3)S_(4)/rGO催化剂上按四电子机理直接还原成水。

摘要： 研究了非贵金属催化剂XNEA201706在醋酸直接加氢制乙醇反应过程中的活性.主要考察了不同温度、压力、空速、氢酸比等工艺条件下的醋酸加氢性能以及催化剂稳定性.通过工艺条件的优化,催化剂上醋酸转化率99％,乙醇的选择性为97％.通过对比非贵金属催化剂与贵金属催化剂的醋酸直接加氢性能,表明非贵金属催化剂在更温和的条件下具有更好催化性能.

摘要： 制约燃料电池产业化的一个因素是其成本问题，尤其是贵金属催化剂的使用。若采用非贵金属催化剂，燃料电池的成本将会大幅降低。本文探索了一种新型非贵金属氧还原催化剂。首次利用微波加热法制备了具有高比表面的纳米碳化钨。XRD结果证明形成了碳化钨晶体，可以得到单纯的W2C或W2C和WC的混合物。通过TEM研究了粉末中碳化钨的颗粒大小和分布状况。结果表明碳化钨在碳载体上分散均匀，颗粒在10 nm左右。电化学表征结果表明碳化钨在碱性环境中对氧还原反应有一定的催化性能。同时证明碳化钨催化的氧还原反应几乎不受甲醇的影响。因此，碳化钨由于其独特的优势而具有在燃料电池中取代贵金属作为催化剂的可能。

摘要： 催化燃烧是天然气高效洁净利用的有效途径之一,本文首先在文献基础上对甲烷的燃烧机理进行模拟,同时用模拟结果指导非贵金属催化剂的设计和制备,以期得到一种用于甲烷催燃烧价廉而高效的催化剂.

摘要： 燃料电池作为一种清洁高效的能量转化装置,在基础理论和实际应用方面引起了广泛的关注.但是,铂催化剂的高成本和低储量以及在燃料电池阴极中低氧化还原活性(ORR)的特点极大得限制了铂催化剂在燃料电池大量工业化中的应用.最近,用于质子交换膜燃料电池中氧化还原反应的非贵金属催化剂(NPMCs)个热门研究课题.本文报道了一种低成本的基于聚苯胺的掺杂氮的碳纳米材料作为燃料电池的阴极电催化剂,其在酸性条件下具有高氧化还原活性和稳定性.这类催化剂在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为稳定剂和软模板中聚合苯胺,然后在氮气氛围中煅烧得到.

摘要： 碳化钨（WC）是一种非贵金属催化剂，有着优异的稳定性和抗氧化性能。在电化学领域，WC在氢离子化和析氢等电催化方面有着广泛的应用，尤其近年来，国内外关于WC在燃料电池阴阳极催化剂方面应用的研究越来越多。本文采用液相沉积还原法制备Pt/WC催化剂，对催化剂进行表征并评价了酸性电解质中该催化剂对甲醇催化的稳定性。应用CHI620型电化学工作站采用三电极体系进行测试，将自制的Pt/WC电极作为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，Pt电极为对电极，电解液为0.5mmol/L甲醇硫酸溶液。

摘要： 质子交换膜燃料电池(PEMFC)是近年来最有发展前景的新型绿色能源。作为PEMFC的关键技术，富氢气中CO的选择性氧化脱除已成为目前研究的热点。非贵金属CuO-CeO2催化剂表现出良好的CO选择性氧化性能。本文采用水热法制备了一系列不同焙烧温度的CuO-CeO2催化剂，用于模拟富氢气中CO选择性氧化的研究，并考察了其催化活性、物相结构及铜铈之间相互作用对其催化活性的影响。

摘要： 质子交换膜燃料电池(PEMFC)是近年来最有发展前景的新型绿色能源。作为PEMFC的关键技术，富氢气中CO的选择性氧化脱除已成为目前研究的热点。非贵金属CuO-CeO2催化剂表现出良好的CO选择性氧化性能。本文采用水热法制备了一系列不同焙烧温度的CuO-CeO2催化剂，用于模拟富氢气中CO选择性氧化的研究，并考察了其催化活性、物相结构及铜铈之间相互作用对其催化活性的影响。

摘要： 质子交换膜燃料电池(PEMFC)是近年来最有发展前景的新型绿色能源。作为PEMFC的关键技术，富氢气中CO的选择性氧化脱除已成为目前研究的热点。非贵金属CuO-CeO2催化剂表现出良好的CO选择性氧化性能。本文采用水热法制备了一系列不同焙烧温度的CuO-CeO2催化剂，用于模拟富氢气中CO选择性氧化的研究，并考察了其催化活性、物相结构及铜铈之间相互作用对其催化活性的影响。

摘要： 质子交换膜燃料电池(PEMFC)是近年来最有发展前景的新型绿色能源。作为PEMFC的关键技术，富氢气中CO的选择性氧化脱除已成为目前研究的热点。非贵金属CuO-CeO2催化剂表现出良好的CO选择性氧化性能。本文采用水热法制备了一系列不同焙烧温度的CuO-CeO2催化剂，用于模拟富氢气中CO选择性氧化的研究，并考察了其催化活性、物相结构及铜铈之间相互作用对其催化活性的影响。

摘要： 质子交换膜燃料电池(PEMFC)是近年来最有发展前景的新型绿色能源。作为PEMFC的关键技术，富氢气中CO的选择性氧化脱除已成为目前研究的热点。非贵金属CuO-CeO2催化剂表现出良好的CO选择性氧化性能。本文采用水热法制备了一系列不同焙烧温度的CuO-CeO2催化剂，用于模拟富氢气中CO选择性氧化的研究，并考察了其催化活性、物相结构及铜铈之间相互作用对其催化活性的影响。

摘要： 本发明提供的贵金属催化剂，包括贝壳粉涂料及纳米贵金属颗粒，可以催化室内空气中的氧气与甲醛、苯、氨、TVOC等室内有害气体加速氧化还原作用，并将有害气体分解成二氧化碳和水等无害物质；同时，纳米贵金属颗粒催化剂在催化氧气与有害气体作用的过程中，本身不参与任何化学反应，因此纳米贵金属颗粒不会产生消耗，可以长时间持续发挥室内空气净化作用。此外，本发明还提供了一种上述贵金属催化剂的制备方法。

摘要： 本发明公开了一种用于有机储氢材料加氢与脱氢的催化剂的制备方法及应用。所述制备方法为：将非贵金属前驱体、贵金属前驱体、去离子水混合，加入氧化物、分子筛和二维多孔材料中的至少一种作为载体搅拌，然后烘干、焙烧；将焙烧后的样品进行还原反应即可。在催化剂的作用下通过对有机储氢材料的加氢和脱氢，来实现氢能的储运及应用。本发明在实现催化储氢与脱氢的催化性能之外能明显降低有机物载体储氢与脱氢催化剂成本。

摘要： 本发明涉及一种贵金属与非贵金属催化剂分区涂覆的柴油机颗粒捕集器及其制备方法，颗粒捕集器包括载体和涂覆在载体上的贵金属催化剂和非贵金属催化剂，所述的贵金属催化剂涂覆在载体的前端，非贵金属催化剂涂覆在载体的后端。与现有技术相比，本发明具有能在高效减排颗粒物的同时降低成本等优点。

摘要： 本发明公开一种氮掺杂多孔碳包覆非贵金属催化剂催化糠醛制备糠醇的方法，具体是在高压釜反应器中，以生物基糠醛为底物，有机溶剂为反应介质，氮掺杂多孔碳负载非贵金属材料CuCo/Zn@NPC为催化剂，通入0.5‑5MPa的高纯氢气，在80～180°C条件下，反应2～24h生成糠醇，其中，氮掺杂多孔碳负载非贵金属催化材料是由CuCoZn‑ZIFs在惰性气氛下高温热解得到。与现有方法相比，具有催化剂制备简单、金属粒子不易团聚、易于分离回收的优点，该催化体系具有很高的选择性和产率。

摘要： 本发明主要涉及一种用于催化燃烧处理PTA尾气的整体式非贵金属催化剂，该催化剂为负载的缺位型钙钛矿的蜂窝陶瓷整体催化剂，以稀土与铝的复合氧化物(C‑Al‑O)为载体涂层。所述钙钛矿催化剂和C‑Al‑O的载体采用共沉淀法合成，然后先将C‑Al‑O载体涂覆到蜂窝陶瓷上，再将钙钛矿粉末涂覆到负载载体的蜂窝陶瓷上得到整体催化剂。本发明制备的催化剂具有成本低、活性高和抗毒性好的特点，能对PTA等工业废气实现高效的催化燃烧脱除。

摘要： 本发明主要涉及一种用于PTA氧化尾气的催化燃烧非贵金属催化剂，该催化剂为负载钴、锰、镓和/或铟复合氧化物的蜂窝陶瓷整体催化剂。所述催化剂采用共沉淀法合成，即向钴、锰、镓和/或铟的盐溶液中加入碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氨水等碱性沉淀剂，然后过滤焙烧得到钴、锰、镓和/或铟复合氧化物，然后将钴、锰、镓和/或铟复合氧化物负载到蜂窝陶瓷上得到整体催化剂。本发明制备的催化剂具有成本低、活性高和抗毒性好的特点，能对PTA等工业废气实现高效的催化燃烧脱除。

摘要： 本发明提供一种以非贵金属催化剂为载体的低Pt催化剂的制备方法。本发明首先制备了非贵金属催化剂(M‑N‑C)，随后通过Pt盐和Ce盐发生氧化还原反应的方式在非贵金属催化剂载体上担载Pt和Ce。该催化剂中非贵金属催化剂具有ORR活性，此外，非贵金属催化剂载体中的N和Pt相互作用也有助于ORR活性的提高，催化活性的提高有助于有效降低燃料电池的成本。此外，非贵金属催化剂在运行过程中会释放出副产物H2O2，强氧化性的H2O2会造成电池稳定性的降低，而CeO2可有效淬灭H2O2，从而提高催化剂的化学稳定性。实验结果表明，该催化剂具有优异的ORR活性，在0.1M HClO4中E1/2为0.90V，相比于传统Pt/C催化剂提高了15mV。

摘要： 本发明提供一种非贵金属催化剂，所述催化剂的制备方法，包括活性炭预处理、载体颗粒的制备、吸附液的配置、吸附、负载、平衡、干燥。本发明还提供一种采用所述催化剂生产氯乙烯的工艺，包括：催化剂装填、活化、合成氯乙烯。本发明的非贵金属催化剂，其催化剂活化温度仅需80‑90°C，催化剂活化时间仅需7‑8h；培养期仅需7‑9天，所述培养温度仅需90‑100°C，有效降低生产资源成本、时间成本的消耗。所述非贵金属催化剂，在反应温度为105°C，乙炔空速130‑1条件下，其乙炔初始转化率超过99.0%，氯乙烯选择性超过99.1%。

摘要： 本发明涉及一种贵金属与非贵金属催化剂分区涂覆的柴油机颗粒捕集器及其制备方法，颗粒捕集器包括载体和涂覆在载体上的贵金属催化剂和非贵金属催化剂，所述的贵金属催化剂涂覆在载体的前端，非贵金属催化剂涂覆在载体的后端。与现有技术相比，本发明具有能在高效减排颗粒物的同时降低成本等优点。

摘要： 一种高催化加氢活性的负载型非贵金属催化剂、制备方法及其应用，由一种或几种非贵金属与多孔性炭载体组成，其主要成分为非贵金属及碳载体，非贵金属在催化剂中的负载量为10～65wt％，金属颗粒呈高度分散状态。制备方法为：首先，将金属前驱体和碳载体前驱体加入水中，得到混合溶液；其中，混合溶液中还可滴加表面活性剂。其次，将混合溶液转移入反应釜中，120～200°C加热1～8h。最后，将反应釜内溶液加热烘干后的固体物质放入马弗炉中，惰性气氛中，在300～700°C温度下焙烧1～6h。所述的负载型非贵金属催化剂可以用于不饱和有机化合物的催化加氢。本发明催化剂具有制备方法简便，金属含量高、分散性好，无需还原预处理即具有高催化活性的优点。