NiCu@PdRu(PdIr)/C納米催化劑的制備及多效電催化性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-03 10:44
堿溶碳分法能夠顯著提高氧化鋁的生產(chǎn)效率,該工藝中的關(guān)鍵技術(shù)是通過電解碳酸鈉實(shí)現(xiàn)物料循環(huán),但是傳統(tǒng)電解的單槽電壓消耗超過2.5V左右。為了降低電耗成本我們提出采用氫氣消耗陽極(氫陽極)代替商業(yè)析氧陽極,并與商業(yè)析氫陰極匹配,構(gòu)建節(jié)能氫陽極-析氫陰極電解模式。關(guān)鍵在于開發(fā)研制低成本、低過電位以及抗中毒的氫陽極。Pt, Pd是金屬單質(zhì)中為數(shù)不多對氫氣電化學(xué)氧化反應(yīng)(HOR)具有高催化活性的金屬,其中Pt金屬對氫氣電化學(xué)氧化反應(yīng)(HOR)具有最高的催化活性,但是由于Pt資源稀缺、價(jià)格昂貴,因此商業(yè)Pt/C催化劑工業(yè)上的應(yīng)用大大受到了限制。相比而言,Pd的價(jià)格相對較低,且地質(zhì)儲(chǔ)量遠(yuǎn)高于Pt。因此我們選用與Pt性質(zhì)相似的Pd作為催化劑中的關(guān)鍵元素。同時(shí),我們通過采用非貴金屬Ni、Cu及其合金作為“核”,外層還原沉積Pd“殼”,制備核殼結(jié)構(gòu)催化劑。進(jìn)一步降低Pd用量和調(diào)控催化劑的活性、穩(wěn)定性和抗中毒性能。此外,我們在殼層催化劑中加入少量Ru、Ir進(jìn)一步提高催化劑的氫氧化活性的同時(shí)提高催化劑的抗甲醇中毒能力。本文系統(tǒng)研究了以Ni、Cu合金為核,外層包覆P d-Ru或Pd-Ir兩類四元金屬核殼結(jié)構(gòu)納米N...
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1質(zhì)子交換燃料電池原理示意圖??Figl-1?Schematic?repKsentation?of?proton?exchange?membrane?ftiel?cell??
Fig.3-13?(a)?LSV?charac化rizations?in?different?speed?(b)民elationship?between?current?density?and??rotating?speed?ofNiCu@PdRu/C(Pd:Ru=4:l)?catalysts??圖3-13(a)為NiCu@PdRu/C(Pd:Ru=4:l)在氨氣氣氛中不同轉(zhuǎn)速下的LSV曲線,催??化劑的平衡電位為-0.95V。不同轉(zhuǎn)速曲線間等間距。分別。埃叮郑埃担,-0.4V對應(yīng)??不同轉(zhuǎn)速曲線的電流密度j,將電流密度的倒數(shù)(j-i)和轉(zhuǎn)速的-1/2次方知-1/2)分別作??為橫縱坐標(biāo)作國得到(b)圖,基本呈線性,即j‘i和c〇-in成正比,表明催化劑受擴(kuò)散控??制。??C??—— ̄??1.8?I?1??〇'(a)?(b).?-0.6V?/??????-0.5V??受?W?—^OOrmin???一?m?"I?■■?6?三?5r.min??0.3??WOnmn??/??口。rmin?〇-??"??/?—?1600r<min?JT???■〇?!?—扣三Sr'min?^???2500rm!n??■?I.l.l.?I?L_?
?北京化工大學(xué)顆±學(xué)位論文0.25V。NiCu@PdIr/C與Ir/C及商業(yè)Pt/C相比也毫不遜色,從圖中可觀察到??NiCu@PdIr/C不管是析氯起始電位還是同電流下的過電位都更提前,它優(yōu)于Pd/C及??Ir/C析氨催化活性得益于兩步法制備的核殼結(jié)構(gòu)有效増大了貴金屬的比表面積。它不??輸于商業(yè)Pt/C的析氨性能則要?dú)w功于貴金屬Ir的加入,相比其他金屬II?更易吸附溶??液中的葉地和H3〇+fW,將其還原為化。??5.2析巧滿試??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]核殼結(jié)構(gòu)低鉑催化劑:設(shè)計(jì)、制備及核的組成及結(jié)構(gòu)的影響[J]. 陳丹,舒婷,廖世軍. 化工進(jìn)展. 2013(05)
[2]燃料電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 侯明,衣寶廉. 電化學(xué). 2012(01)
[3]鋁酸鈉溶液分解過程的理論及技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李小斌,趙東峰,王丹琴,閻麗. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2011(10)
[4]核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料的制備及應(yīng)用[J]. 李廣錄,何濤,李雪梅. 化學(xué)進(jìn)展. 2011(06)
[5]核殼結(jié)構(gòu):燃料電池中實(shí)現(xiàn)低鉑電催化劑的最佳途徑[J]. 劉賓,廖世軍,梁振興. 化學(xué)進(jìn)展. 2011(05)
[6]國內(nèi)氧化鋁的生產(chǎn)及發(fā)展?fàn)顩r[J]. 徐愛勤,張正基. 氯堿工業(yè). 2010(03)
[7]膜電解在堿溶碳分法氧化鋁生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用[J]. 趙峰,余章龍,鈕因健,潘軍青,陳詠梅,萬平玉. 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
[8]燃料電池的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 楊潤紅,陳允軒,陳庚,陳梅倩,李國岫. 平頂山學(xué)院學(xué)報(bào). 2006(02)
[9]我國的鋁土礦資源和高效低耗的氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)[J]. 顧松青. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2004(S1)
[10]新型碳納米材料在低溫燃料電池催化劑中的應(yīng)用[J]. 李文震,梁長海,辛勤. 催化學(xué)報(bào). 2004(10)
博士論文
[1]低溫燃料電池低鉑催化劑的制備及性能研究[D]. 高海麗.華南理工大學(xué) 2011
本文編號:3016374
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1質(zhì)子交換燃料電池原理示意圖??Figl-1?Schematic?repKsentation?of?proton?exchange?membrane?ftiel?cell??
Fig.3-13?(a)?LSV?charac化rizations?in?different?speed?(b)民elationship?between?current?density?and??rotating?speed?ofNiCu@PdRu/C(Pd:Ru=4:l)?catalysts??圖3-13(a)為NiCu@PdRu/C(Pd:Ru=4:l)在氨氣氣氛中不同轉(zhuǎn)速下的LSV曲線,催??化劑的平衡電位為-0.95V。不同轉(zhuǎn)速曲線間等間距。分別。埃叮郑埃担,-0.4V對應(yīng)??不同轉(zhuǎn)速曲線的電流密度j,將電流密度的倒數(shù)(j-i)和轉(zhuǎn)速的-1/2次方知-1/2)分別作??為橫縱坐標(biāo)作國得到(b)圖,基本呈線性,即j‘i和c〇-in成正比,表明催化劑受擴(kuò)散控??制。??C??—— ̄??1.8?I?1??〇'(a)?(b).?-0.6V?/??????-0.5V??受?W?—^OOrmin???一?m?"I?■■?6?三?5r.min??0.3??WOnmn??/??口。rmin?〇-??"??/?—?1600r<min?JT???■〇?!?—扣三Sr'min?^???2500rm!n??■?I.l.l.?I?L_?
?北京化工大學(xué)顆±學(xué)位論文0.25V。NiCu@PdIr/C與Ir/C及商業(yè)Pt/C相比也毫不遜色,從圖中可觀察到??NiCu@PdIr/C不管是析氯起始電位還是同電流下的過電位都更提前,它優(yōu)于Pd/C及??Ir/C析氨催化活性得益于兩步法制備的核殼結(jié)構(gòu)有效増大了貴金屬的比表面積。它不??輸于商業(yè)Pt/C的析氨性能則要?dú)w功于貴金屬Ir的加入,相比其他金屬II?更易吸附溶??液中的葉地和H3〇+fW,將其還原為化。??5.2析巧滿試??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]核殼結(jié)構(gòu)低鉑催化劑:設(shè)計(jì)、制備及核的組成及結(jié)構(gòu)的影響[J]. 陳丹,舒婷,廖世軍. 化工進(jìn)展. 2013(05)
[2]燃料電池技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 侯明,衣寶廉. 電化學(xué). 2012(01)
[3]鋁酸鈉溶液分解過程的理論及技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 李小斌,趙東峰,王丹琴,閻麗. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2011(10)
[4]核殼結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料的制備及應(yīng)用[J]. 李廣錄,何濤,李雪梅. 化學(xué)進(jìn)展. 2011(06)
[5]核殼結(jié)構(gòu):燃料電池中實(shí)現(xiàn)低鉑電催化劑的最佳途徑[J]. 劉賓,廖世軍,梁振興. 化學(xué)進(jìn)展. 2011(05)
[6]國內(nèi)氧化鋁的生產(chǎn)及發(fā)展?fàn)顩r[J]. 徐愛勤,張正基. 氯堿工業(yè). 2010(03)
[7]膜電解在堿溶碳分法氧化鋁生產(chǎn)工藝中的應(yīng)用[J]. 趙峰,余章龍,鈕因健,潘軍青,陳詠梅,萬平玉. 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(04)
[8]燃料電池的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 楊潤紅,陳允軒,陳庚,陳梅倩,李國岫. 平頂山學(xué)院學(xué)報(bào). 2006(02)
[9]我國的鋁土礦資源和高效低耗的氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)[J]. 顧松青. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2004(S1)
[10]新型碳納米材料在低溫燃料電池催化劑中的應(yīng)用[J]. 李文震,梁長海,辛勤. 催化學(xué)報(bào). 2004(10)
博士論文
[1]低溫燃料電池低鉑催化劑的制備及性能研究[D]. 高海麗.華南理工大學(xué) 2011
本文編號:3016374
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/huaxue/3016374.html
最近更新
教材專著