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在氢气氧化反应中具有高催化活性的Pt修饰的Ni/C纳米催化剂

高孝麟 , 王昱飞 , 和平 , 刘涛 , 储伟

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(17)62783-9

随着能源需求的进一步增多和化石能源的大幅度减少,新型环境友好型能源成为近十年许多科研工作者的着力点.其中,燃料电池作为一种高效率、高能量密度、环境友好型能源引起了人们的关注.氢氧燃料电池研究最早、应用最早,具有得天独厚的优势.此外,由于近些年CO2的大量排放,造成了严重的温室效应,其处理也是一个严峻的课题.和平课题组提出的CO2矿化发电,不仅可以处理CO2,也可以作为新型能源应用,前景广阔.而不论是氢氧燃料电池还是CO2矿化电池,其阳极反应均为氢气氧化反应(HOR).Pt作为目前仍无法取代的HOR反应催化剂,不仅全球储量有限且价格昂贵,所以,寻找一种价格低廉催化性能好的催化剂成为这些新能源进一步应用的重要课题之一.对此人们进行了大量探索,主要包括尝试不同的载体、改变金属颗粒尺寸形貌等.其中,伽伐尼置换法对于制备纳米核壳结构催化剂以及降低金属颗粒尺寸、增加比表面积均有很大帮助.基于此,本文采用浸渍法和伽伐尼置换法制备了用Pt修饰Ni/C的纳米催化剂,使得纳米级活性金属均匀分散在载体上,加之双金属效应,相对于纯Pt/C催化剂,催化能力提高.浸渍法制得Ni/C前驱体,再将其置于纯乙醇中,用H2PtCl6作为Pt源置换部分Ni,得到Pt修饰的Ni/C催化剂.XRD射线衍射测试结果表明,一般的PtNi合金由于晶格相互影响,只会出现Pt的偏移衍射峰,而该催化剂均出现明显的PtNi两种元素的衍射峰,PtNi晶格互相没有影响.循环伏安法测试结果表明,在Pt-Ni/C系列催化剂中,Pt和Ni含量不同,其电化学活性面积(ECSA)各不相同.在金属总含量一致的前提下,随着Pt含量的增加,催化剂ECSA先增加后减小,最大值为66.90 m2/g,是市售Pt/C(54.12 m2/g)的1.24倍.Tafel测试HOR/HER反应交换电流密度的结果与ECSA结果一致,而Pt-Ni/C催化剂的交换电流密度最高可达485.45 A/g,是市售Pt/C(301.91 A/g)的1.6倍.对性能较好的Pt-Ni/C催化剂进行了表征,X射线光电子能谱结果发现,该催化剂载体上只有少部分Ni的氧化物裸露在表面,大部分为Pt.而透射电镜结果表明,该催化剂纳米级活性金属颗粒尺寸一致,且均匀地分散在载体表面.综合催化剂表征和电化学性能测试结果可知,使用伽伐尼置换法得到的Pt修饰的Ni/C催化剂分散均匀、颗粒尺寸小,且由于Pt作为主要催化活性金属分散于催化剂表面,而Ni作为辅助金属并不直接参与HOR反应,使得该催化剂具有较高的电化学活性.在Pt含量较少时,由于有很多Ni在催化剂表面,且催化层厚度较大,故催化活性一般.随着Pt含量的增加和Ni含量的减少,当催化剂表面只有很少Ni及相关化合物时,由于Pt比表面积大,故活性最高.当Pt含量继续增加时,Pt在Ni表面厚度增加,很多Pt被包裹,故催化活性再次降低.

关键词: 铂催化剂 , 伽伐尼置换法 , 碳负载的Ni催化剂 , 氢气氧化反应 , 电化学活性面积

锆钛酸铅铁电薄膜电容的研究现状

张洪伟 , 张树人 , 杨艳 , 和平 , 相龙成

材料导报

介绍了Pb(Zr,Ti)O3,(PZT)铁电薄膜电容的研究现状,列举了不同电极和缓冲层所制备出的PZT铁电薄膜电容的结构,并对不同结构进行了分析比较,结果表明由于氧化物电极材料的各种优越性,已被证明可用于替代现有的金属电极材料,从而有效解决了PZT薄膜铁电性能退化的问题,是未来铁电薄膜电容的发展方向.

关键词: PZT , 电容 , 电极材料 , 氧化物

薄膜体声波谐振器的研究进展

和平 , 张树人 , 杨成韬 , 张洪伟 , 叶井红

材料导报

薄膜体声波滤波器作为一种发展高频滤波器的全新解决方案,比声表面波滤波器(SAWF)、陶瓷介质滤波器具有更高的Q值,低的损耗和在高频时具备更高的功率承受能力.介绍了薄膜体声波谐振器的研究历史和研究概况,薄膜体声波谐振器的原理和3种典型结构,具体阐述了薄膜体声波谐振器的关键技术及其材料体系的要求.

关键词: 微电子机械系统 , 薄膜体声波谐振器 , SMR结构 , 悬空结构

4,6-二烷氧基-1,3-二磺酰二甲基胺基苯的合成及其对金属离子的萃取性能

王文革 , 张德春 , 和平 , 何晓梅

应用化学 doi:10.3724/SP.J.1095.2013.20265

发现一种磺酰氯和叔胺反应生成N,N-二取代磺酰胺的反应类型,以1,3-二磺酰氯-4,6-二烷氧基苯和2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚为原料,二氯甲烷或丙酮作溶剂,合成了4个芳磺酰胺类化合物.通过IR、1H NMR、元素分析和MS谱对其组成结构进行了表征.测试了它们对Ca2+、Pb2+及部分过渡金属等10种金属离子的萃取性能.结果表明,此类化合物对Ca2+有良好的选择性识别作用.

关键词: 合成 , 选择性萃取 , 二烷氧基苯二磺酰二烷基胺 , 磺酰胺

带钢凸度和平直度动态控制的轧辊交叉轧机f2 CR

P.Bobig , C.Fusulan , F.Stella

钢铁

安装在埃及艾兹带钢公司(Ezz Flat Steel,Egypt)薄板坯连铸连轧厂的 f2CR型轧机具有对带钢凸度和平直度进行非常广泛控制的能力,这一能力使得生产顶级质量超薄产品成为可能。

关键词: 带钢;控制

带钢凸度和平直度动态控制的轧辊交叉轧机f2 CR

钢铁

安装在埃及艾兹带钢公司(Ezz Flat Steel,Egypt)薄板坯连铸连轧厂的f2CR型轧机具有对带钢凸度和平直度进行非常广泛控制的能力,这一能力使得生产顶级质量超薄产品成为可能.

关键词: 带钢 , 控制

改善热轧带钢板形和平直度的先进工艺包

钢铁

使用先进的工艺模型可以精确计算工作辊弯辊和窜辊等辊缝执行机构所需要的设定,从而在考虑轧机中物料横向流动行为以及热应力对工作辊凸度影响等条件下确保优化辊缝形状.介绍奥钢联开发的改善热轧带钢板形和平直度的新型工艺包和工艺模型.

关键词: 热轧 板形 平直度 工艺包 SmartCrown L型块

退火温度和平整对冷轧热镀锌双相钢组织和性能的影响

罗青

钢铁研究学报

摘 要:本文在实验室试制了高强度冷轧热镀锌用双相钢,探讨了不同的退火温度和平整工艺对双相钢力学性能和组织的影响规律。研究表明:退火温度在800℃以上时,试制的低硅C-Mn-Cr系双相钢才能得到由铁素体和马氏体组成的性能优良的双相钢。平整工艺显著提高双相钢的屈服强度和屈强比,降低双相钢的延伸率,平整率小于1%时,有利于工业上得到综合性能良好的双相钢。

关键词: 双相钢;显微组织;性能;连续镀锌;平整;双相钢;显微组织;性能;连续镀锌;平整

退火温度和平整对冷轧热镀锌双相钢组织和性能的影响

罗青 , 赵征志 , 徐刚 , 赵爱民 , 金光灿 , 刘光明

钢铁研究学报

本文在实验室试制了高强度冷轧热镀锌用双相钢,探讨了不同的退火温度和平整工艺对双相钢力学性能和组织的影响规律.研究表明:退火温度在800℃以上时,试制的低硅C-Mn-Cr系双相钢才能得到由铁素体和马氏体组成的性能优良的双相钢.平整工艺显著提高双相钢的屈服强度和屈强比,降低双相钢的延伸率,平整率小于1%时,有利于工业上得到综合性能良好的双相钢.

关键词: 双相钢 , 显微组织 , 性能 , 热镀锌 , 平整

UCMW轧机边降和平坦度的解耦控制

周晓敏 , 张清东 , 王长松 , 吴平

钢铁

对边降和平坦度的耦合关系进行了理论解析,并针对平坦度控制和边降控制的耦合关系进行了解耦处理.在反馈控制环节中专门设置一个独立运行的模块,即工作辊弯辊补偿控制模块.该模块根据5个机架的工作辊轴向位置的变化周期性随动调整5个机架的工作辊弯辊,化解平坦度和边降的耦合关系,以获得最佳的板形控制效果.

关键词: UCMW , 边降 , 平坦度 , 解耦控制

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