負(fù)載型納米Pt基催化劑低溫協(xié)同催化甲醇重整制氫
發(fā)布時(shí)間:2021-11-09 22:20
氫氣(H2)具有環(huán)境友好和高能量密度的特點(diǎn),被公認(rèn)為最有希望的替代能源之一。隨著分布式氫燃料電池的發(fā)展,對(duì)甲醇(CH3OH)的水相重整制氫效率要求逐漸提高。由于CH3OH理論氫含量高達(dá)18.8,價(jià)格低廉并且其水溶液可以催化重整制氫,因此成為大規(guī)模生產(chǎn)H2的研究熱點(diǎn)。然而,由于CH3OH的熱力學(xué)穩(wěn)定性,將其轉(zhuǎn)化為H2需要較高的溫度(200-350℃)和較高的壓力(2.5-5.0 MPa),因此達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求還有一定難度。為了實(shí)現(xiàn)低溫和常壓下催化甲醇重整制氫,通過(guò)將Pt金屬納米粒子負(fù)載在合適的載體上,增加Pt的分散度,并通過(guò)調(diào)節(jié)其電子結(jié)構(gòu)以加速Pt基催化劑活化甲醇脫氫效率。高度分散的Pt顆粒與金屬氧化物載體本身的結(jié)合使得負(fù)載型Pt催化劑能夠表現(xiàn)出比單獨(dú)的Pt金屬納米粒子更加高效的甲醇分解能力。進(jìn)一步地,還可以通過(guò)表面工程對(duì)催化劑進(jìn)行雙金屬處理,以獲得帶有核殼結(jié)構(gòu)的合金體系。由于相鄰金屬之間的獨(dú)特相互作用,合金的形成可以在改變金屬的電子密度(配體效應(yīng))的同時(shí),減少多重吸附位點(diǎn)的數(shù)量(整體效應(yīng))。這些變化能夠影響底物在催化劑表面的吸附性能,從而讓雙金屬催化劑顯現(xiàn)出獨(dú)特的催化活性和選擇性。然...
【文章來(lái)源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1?(a)?Pt7Al203?(插圖:?jiǎn)蝹(gè)Pt顆粒的HR-TEM圖像)和(b)?PtSn/A丨203?(插圖:PtSn合金顆??粒的HR-TEM圖像)的TEM圖象
浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?負(fù)載型納米Pt基催化劑低溫協(xié)同催化甲醇重整制氫??(a)?2〇〇1???5?J??i?Adsorption?h??各?16〇?—0—Desorptjon?尤:??|?120-??I?-??|?40-??0-?■??0.0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0??Relative?Pressure?/(P/P〇)??(b)????二?500-??3?Adsorption??\?4〇n-?-^-Desorption?ft??^?//??I?300:?//??|?200-?//??B-?i〇〇-??I?產(chǎn)?—^??<?0-?^??0.0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0??Relative?Pressure/(P/P0)??圖2.4?(a)?Pt/Al203和(b)?PtSn/Al203催化劑的N2吸附和解吸等溫線。??為了研究具有和不具有Sn修飾的Pt的表面電子結(jié)構(gòu)演變,通過(guò)XPS對(duì)PtSn/AhO;和??Pt/Ab〇3催化劑的Pt價(jià)態(tài)進(jìn)行了表征。圖2.5分別是Pt/Ah〇3和PtSn/AhCh納米片的Pt?4d??的XPS譜圖。Pt/Al2〇3的Pt?4d光譜清楚地揭示了?PtQ和Pt4+物種的共存,其中Pt?4d5/2在??306.6和314.9?eV分別歸因于PtQ和Pt4+,表明在H2鍛燒過(guò)程中對(duì)丨hPtCk,中的Pt4+物種的??還原是不完全的,從而導(dǎo)致Pt/AhCh中含有部分未還原的Pt4+物種1^。重要的是,與Pt/Ah〇3??樣品相比,觀察到將Sn的摻入使得催化劑中Pt2+物種的比例提高,這可能是由于Pt與Sn??17??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同形貌氧化鋁制備的研究進(jìn)展[J]. 苑志偉,蔣紹洋. 當(dāng)代石油石化. 2015(09)
[2]CoPt納米空心球甲醇電催化氧化和原位電化學(xué)傅里葉變換紅外光譜研究[J]. 周新文,甘亞利,孫世剛. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(09)
[3]甲醇水蒸氣催化重整制氫技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 閆月君,劉啟斌,隋軍,金紅光. 化工進(jìn)展. 2012(07)
[4]金屬氧化物納米催化的形貌效應(yīng)[J]. 李勇,申文杰. 中國(guó)科學(xué):化學(xué). 2012(04)
[5]太陽(yáng)能光催化制氫研究進(jìn)展[J]. 溫福宇,楊金輝,宗旭,馬藝,徐倩,馬保軍,李燦. 化學(xué)進(jìn)展. 2009(11)
[6]焦?fàn)t煤氣制甲醇的工藝技術(shù)研究[J]. 吳創(chuàng)明. 煤氣與熱力. 2008(01)
[7]核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒的研究進(jìn)展[J]. 李志會(huì),楊修春,杜天倫. 材料導(dǎo)報(bào). 2007(S1)
[8]風(fēng)力和太陽(yáng)能光伏發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 張伯泉,楊宜民. 中國(guó)電力. 2006(06)
[9]中國(guó)生物質(zhì)能源與生物質(zhì)利用現(xiàn)狀與展望[J]. 孫永明,袁振宏,孫振鈞. 可再生能源. 2006(02)
[10]空心核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的制備研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 梁旭東,李曉曄,王文一. 中國(guó)粉體工業(yè). 2006(01)
本文編號(hào):3486000
【文章來(lái)源】:浙江理工大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1?(a)?Pt7Al203?(插圖:?jiǎn)蝹(gè)Pt顆粒的HR-TEM圖像)和(b)?PtSn/A丨203?(插圖:PtSn合金顆??粒的HR-TEM圖像)的TEM圖象
浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?負(fù)載型納米Pt基催化劑低溫協(xié)同催化甲醇重整制氫??(a)?2〇〇1???5?J??i?Adsorption?h??各?16〇?—0—Desorptjon?尤:??|?120-??I?-??|?40-??0-?■??0.0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0??Relative?Pressure?/(P/P〇)??(b)????二?500-??3?Adsorption??\?4〇n-?-^-Desorption?ft??^?//??I?300:?//??|?200-?//??B-?i〇〇-??I?產(chǎn)?—^??<?0-?^??0.0?0.2?0.4?0.6?0.8?1.0??Relative?Pressure/(P/P0)??圖2.4?(a)?Pt/Al203和(b)?PtSn/Al203催化劑的N2吸附和解吸等溫線。??為了研究具有和不具有Sn修飾的Pt的表面電子結(jié)構(gòu)演變,通過(guò)XPS對(duì)PtSn/AhO;和??Pt/Ab〇3催化劑的Pt價(jià)態(tài)進(jìn)行了表征。圖2.5分別是Pt/Ah〇3和PtSn/AhCh納米片的Pt?4d??的XPS譜圖。Pt/Al2〇3的Pt?4d光譜清楚地揭示了?PtQ和Pt4+物種的共存,其中Pt?4d5/2在??306.6和314.9?eV分別歸因于PtQ和Pt4+,表明在H2鍛燒過(guò)程中對(duì)丨hPtCk,中的Pt4+物種的??還原是不完全的,從而導(dǎo)致Pt/AhCh中含有部分未還原的Pt4+物種1^。重要的是,與Pt/Ah〇3??樣品相比,觀察到將Sn的摻入使得催化劑中Pt2+物種的比例提高,這可能是由于Pt與Sn??17??
^?334?1?.?330?8?J???J??£?■—?/?pt°?ii??芒?Pt2?Pt。?P?廣,e??—?「1?▲?307.3?I?:??(f)?pt°?318?1?^?上??i?339?1?? ̄ ̄i?i?i?'?i?1?i?1? ̄ ̄?i?1?i??350?340?330?320?310?300??Binding?energy?/eV??圖?2.5?Pt/Al203?和?PtSn/Ah〇3?催化劑?Pt?4d?的?XPS?譜圖。??圖2.6顯示了?Pt-Sn〇2/Al2〇3和PtSn/Ah〇3中的Sn?3d的XPS譜圖。對(duì)于圖Id中合成??的PtSn納米粒子,觀察到Sn2+和SnQ兩種物種。在PtSn/Ah〇3的Sn3d的XPS譜圖中,將??結(jié)合能為486.8/495.2eV的一個(gè)物種分配給SnQ,結(jié)合能為487.9/496.2?eV分配給另一個(gè)Sn??物種Sn2+。對(duì)于PtSn/Ah〇3,觀察到少量的Sn2+物種,可能是由于在丨七/Ar氣氛煅燒后,??樣品暴露在空氣下,然后保存在樣品瓶中導(dǎo)致催化劑表面被部分氧化。圖2.6顯示了通過(guò)??空氣鍛燒PtSn/Al2〇3獲得的Pt-Sn02的XPS光譜,僅觀察到Sn4+物種。BEs表明,更多的??表面Pt原子通過(guò)煅燒被氧化,而XPS表明雜合的納米結(jié)構(gòu)在Pt表面具有SnCh分布1|08??_。與Pt-Sn02/Ah03相比,在PtSn/Ah〇3的結(jié)合能較低的情況下觀察到兩個(gè)信號(hào),表明Pt??和Sn相互作用,金屬錫是催化劑合成過(guò)程中的電子供體,電子轉(zhuǎn)移到Pt。??18??
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期刊論文
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[6]焦?fàn)t煤氣制甲醇的工藝技術(shù)研究[J]. 吳創(chuàng)明. 煤氣與熱力. 2008(01)
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[9]中國(guó)生物質(zhì)能源與生物質(zhì)利用現(xiàn)狀與展望[J]. 孫永明,袁振宏,孫振鈞. 可再生能源. 2006(02)
[10]空心核殼結(jié)構(gòu)納米粒子的制備研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 梁旭東,李曉曄,王文一. 中國(guó)粉體工業(yè). 2006(01)
本文編號(hào):3486000
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