氫是一種儲(chǔ)量豐富的理想清潔能源,是解決化石燃料日趨枯竭和環(huán)境污染日益嚴(yán)重問(wèn)題的重要手段。甲酸是一種低成本的化學(xué)制氫材料,具有4.4 wt.%的質(zhì)量含氫密度,在常溫常壓下以液態(tài)形式存在,便于操作和運(yùn)輸,并且脫氫后可利用二氧化碳加氫反應(yīng)進(jìn)行再生。但是常溫下甲酸脫氫反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,需要添加催化劑來(lái)改善其脫氫性能。本文在綜述分析國(guó)內(nèi)外甲酸催化制氫研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,從甲酸脫氫催化劑的成分、結(jié)構(gòu)和載體三個(gè)方面對(duì)負(fù)載型鈀基催化劑進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),深入研究了它們的可控制備方法以及在甲酸脫氫過(guò)程中的催化機(jī)理。首先,本文制備了一種層狀結(jié)構(gòu)的二氧化鈦TiO2（L）用作催化劑的載體,并通過(guò)優(yōu)化TiO2（L）制備工藝,研制出催化性能優(yōu)異的AuPd/TiO2（L）-400復(fù)合物催化劑。其常溫下催化甲酸脫氫的初始轉(zhuǎn)換頻率TOF值達(dá)到224 molH2 molcat-1 h-1,表觀活化能為11.8 kJmol-1。研究發(fā)現(xiàn),與棒狀TiO2和顆粒狀TiO2載體相比,層狀TiO2（L）作為載體時(shí)具有更佳的催化脫氫性能。分析表明,層狀TiO2（L）可以抑制金屬納米顆粒的長(zhǎng)大,并且提高金屬Au和Pd原子的外層電子云密度,從而... 

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圖１．１美國(guó)加州道路行駛輕負(fù)菏車(chē)的期望目標(biāo)［１Ｇ］

０００?２０１０?２０２０?２０３０?２０４０?２０５０??年份??圖１．１美國(guó)加州道路行駛輕負(fù)菏車(chē)的期望目標(biāo)［１Ｇ］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｅｘｐｅｃｔｅｄ?ｔａｒｇｅｔ?ｆｏｒ?ｌｉｇｈｔ－ｌｏａｄｅｄ?ｖｅｈｉｃｌｅｓ?ｏｆ?Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，?ＵＳＡ｜１（）｜．??２??

圖１．３可持續(xù)循環(huán)的甲酸一一氫經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，包括氫氣的制備、存儲(chǔ)和應(yīng)用［９９］。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｃｙｃｌｅ?ｆｏｒ?ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，?ｓｔｏｒａｇｅ，?ａｎｄ?ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ１＂１．??甲酸產(chǎn)生氫氣、儲(chǔ)存氫氣和應(yīng)用氫氣的循環(huán)圖見(jiàn)圖１．２。如圖所示，通過(guò)脫??氫反應(yīng)將ＦＡ中的氫以１１２分子的形式釋放出來(lái)，得到的氏與０２通過(guò)燃燒或者燃??料電池的形式放出能量生成水。通過(guò)光催化反應(yīng)可以將水中的氫釋放出來(lái)，甲酸??脫氫反應(yīng)的產(chǎn)物（：０２則和光解水制得的氫氣在光催化作用下形成ＦＡ，從而形成??一個(gè)氫經(jīng)濟(jì)循環(huán)系統(tǒng)�？偠灾�，ＦＡ是一種可再生能源，而且來(lái)源廣泛、價(jià)格??低廉，這也是ＦＡ相較于其他的制氫材料具備的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。??ＨＣＯＯＨ（ｌ）一Ｈ２（ｇ）＋Ｃ０２（ｇ）?Ｇ２９８ｋ?＝?－３５．０?ｋＪ／ｍｏｌ?（式?１．１９）??ＨＣＯＯＨ（ｌ）—Ｈ２０（ｌ）＋Ｃ０（ｇ）?Ｇ２９８ｋ?＝?－１４．９?ｋＪ／ｍｏｌ?（式?１．２０）??由于ＦＡ水溶液在室溫下很穩(wěn)定，因此不能自發(fā)放氫。只有在催化劑存在的??條件下才能脫氫生成氏和（：０２?（式１．１９）。但是，ＦＡ也很容易發(fā)生副反應(yīng)即脫??水反應(yīng)生成水和ＣＯ?（式１．２０）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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