大化所高分散铱催化剂研究取得重要进展
高分散铱催化剂催化活性研究 高分散贵金属催化剂在化工过程中有着广泛的应用,如何通过制备方法的调控实现贵金属的高分散一直是该领域挑战性课题之一。 中科院大连化学物理研究所张涛研究员和王晓东研究员领导的研究团队长期致力于高分散金属催化剂的研究与开发,近期在高分散铱(Ir)催化剂的研发中取得重要进展。他们制备的新型氢氧化铁负载铱(Ir)催化剂,在CO氧化和富H2气氛下CO选择氧化中表现出与金催化剂相当的催化活性。 初步研究结果表明,该制备方法可以进一步拓展到其它Pt族贵金属催化剂的制备,具有通用性。有关最新的研究结果已于日前以通讯形式在线发表于Angew. Chem. Int. Ed.上。 工业上氢气主要来源于烃类重整,所获得的氢源中含有微量CO。当用作燃料电池原料气时,微量CO会严重毒化燃料电池的电极催化剂(Pt催化剂),降低燃料电池工作效率。富氢气氛下CO选择氧化(PROX)是消除微量......阅读全文
大连化物所燃料电池催化剂的贵金属替代研究取得突破
将氢气直接高效转化为可广泛应用的电能,同时产生对人类生存环境友好的水分子,是未来先进可持续能源体系发展的重要目标。为了实现这一目标,作为重要能量转换装置的质子交换膜燃料电池将会发挥不可替代的作用,相关研究和开发受到了越来越高度的重视。然而,该类燃料电池中用于将空气中氧分子高效还原
新型非贵金属催化剂高效廉价
记者近日从中科院获悉,该院化学所分子动态与稳态结构国家重点实验室研究员杨新征,通过对金属酶活性中心结构的模拟,计算设计了高效、廉价的新型非贵金属催化剂。 杨新征的研究集中在过渡金属催化的加氢和脱氢反应。这是石化、制药以及精细化工等领域的基础,并与二氧化碳转化利用和可再生能源开发密切相关。 新
非贵金属析氢催化剂研究获进展
近日,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心、中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)与材料系双聘研究员陈乾旺课题组发现,氮掺杂石墨烯层包覆的合金粒子作为酸性条件下电解水制氢(HER)催化剂,表现出优异的性能和循环稳定性。相关研究成果以Non-precious alloy enca
质子交换膜燃料电池用非贵金属催化剂研究取得新进展
质子交换膜燃料电池用非贵金属催化剂研究取得新进展 近日,中科院大连化学物理研究所张华民研究员领导的研究团队在质子交换膜燃料电池用非贵金属催化剂——氮掺杂纳米炭非贵金属催化剂的研究中取得重要突破,研究成果发表在Energy & Environmental Science(DOI:
研究开发出质子交换膜燃料电池铁/氮碳非贵金属催化剂
质子交换膜燃料电池(PEMFC)被誉为“氢气的充电宝”,具有高效率、快启动、零排放等优势,在交通、便携式电源和固定式发电等领域具有应用潜力。近日,中国科学院过程工程研究所王丹、张锁江团队等合作,基于纳米级中空多壳层结构(HoMS),创新性开发出“高曲率内壳层活化位点+带负电外壳层防护促脱”的曲面单原
研究开发出质子交换膜燃料电池铁/氮碳非贵金属催化剂
质子交换膜燃料电池(PEMFC)被誉为“氢气的充电宝”,具有高效率、快启动、零排放等优势,在交通、便携式电源和固定式发电等领域具有应用潜力。近日,中国科学院过程工程研究所王丹、张锁江团队等合作,基于纳米级中空多壳层结构(HoMS),创新性开发出“高曲率内壳层活化位点+带负电外壳层防护促脱”的曲面
电解水制氢催化剂非贵金属介绍
构建电催化剂的元素。根据其物理和化学性质,大致将这些元素分为三组:①贵金属铂(Pt)——目前常见的贵金属HER电催化剂;②用于构建非贵金属电催化剂的过渡金属元素,主要包括铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)和钨(W);③用于构建非贵金属电催化剂的非金属元素,主要包括硼(B)
贵金属催化剂催化吡啶及其衍生物的加氢反应
制备负载型高分散的纳米贵金属催化剂和含钌的双金属催化剂,并考察了催化剂对吡啶及其衍生物加氢反应的催化性能。 结果表明,5%钌炭催化剂对吡啶加氢反应的催化活性高于5%钯炭和5%铂炭,在100度,3.0Mpa,1小时和 钌/吡啶摩尔比2.5/1000的条件下,5%钌炭催化吡啶加氢的转化率大于99.9
中国科大非贵金属纳米催化剂研制取得进展
近日,中国科学技术大学教授曾杰课题组在非贵金属纳米催化剂CuNi合金纳米晶研制上取得新进展。研究人员通过在一步合成法中使用吗啉硼烷作为还原剂,成功制备了CuNi合金八面体和立方体,并在A3偶联反应中研究了CuNi合金晶面和组分与其催化性能之间的构效关系,实验结果表明Cu50Ni50立方体的催化活
高指数晶面氧化钴催化剂可替代贵金属
近日,中科院金属所与中科院宁波材料技术与工程所、中国工程物理研究院科研人员合作,利用碳包覆钴磁性纳米胶囊结构中缺陷石墨壳层的束缚作用,合成了富含高指数晶面的氧化钴催化剂,在甲烷催化燃烧反应中体现出可替代贵金属钯、铂的潜力。相关结果在线发表于《自然—通讯》。 研究人员通过原位氧化方法将碳包钴纳米
新型燃料电池阴极非金属催化剂问世
中科院过程工程研究所生化工程国家重点实验室王丹研究员团队日前研发出一种杂化氮掺杂的石墨炔,在催化燃料电池阴极氧还原反应(ORR)中显示出良好的催化性能,这一发现将推动非金属催化剂取代铂基催化剂的进程。 ORR是一个动力学迟缓的过程,需要在催化剂的作用下才能输出有效的电流密度。王丹介绍,传统的O
青岛能源所在非贵金属电催化剂研究中取得系列进展
贵金属催化剂(如铂,Pt)具有很高的催化活性,是电化学能量转换与储能过程的核心材料,但高昂的成本限制了其在产业化中的广泛应用。近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所仿生能源系统团队负责人崔光磊等,对金属氮化物(TiN、MoN等)、氧化石墨烯等非贵金属纳米结构材料进行了系列研究,成
电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属磷化物
金属磷化物与普通金属化合物(如碳化物、氮化物、硼化物和硅化物)具有相似的物理特性,其具有较高的机械强度、导电性和化学稳定性。不同于碳化物和氮化物相对简单的晶体结构(如面心立方、密堆六方或简单六方),由于磷原子的半径大(0.109 nm),磷化物的晶体结构是三斜。磷化物中斜方构造子与硫化物类似,但金属
二维层状介孔非贵金属电催化剂的高效催化氧还原反应
燃料电池因具有高效和环境友好等优点,被认为是21世纪的重要动力来源。燃料电池阴极氧还原反应是总体性能提升的限制因素,催化氧还原反应中使用最多的是贵金属铂基催化剂,但面临着高成本和低稳定性等问题。因此,研制新型的具有高催化性能的非贵金属催化剂显得尤为重要。近日,内蒙古大学的张军教授课题组采用一种普
合肥研究院制备出氧还原反应非贵金属基催化剂
近日,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所纳米材料与器件技术研究部李越课题组在铁基纳米复合材料的OER催化性能研究方面取得新进展,合成的FeP/Fe3O4/CNTs复合材料展现出优异的氧还原反应催化活性及稳定性,并具有很好的本征活性和快速的动力学过程。该研究对设计非贵金属基催化
合肥研究院制备出氧还原反应非贵金属基催化剂
近日,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所纳米材料与器件技术研究部李越课题组在铁基纳米复合材料的OER催化性能研究方面取得新进展,合成的FeP/Fe3O4/CNTs复合材料展现出优异的氧还原反应催化活性及稳定性,并具有很好的本征活性和快速的动力学过程。该研究对设计非贵金属基催化剂具有一定的
科学家通过抗分散策略阻断贵金属催化剂活性衰减
华东理工大学化学与分子工程学院、绿色化工与工业催化全国重点实验室教授郭耘,费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心教授戴升,联合北京大学化学与分子工程学院教授马丁,发现在丙烷完全氧化工况下,铂/氧化铈(Pt/CeO2)催化剂因Pt纳米团簇转化为单原子“旁观者”导致失活的机制,并提出通过氧化铌(NbOX)
新型低成本非贵金属电解水催化剂实现18.55%转换效率
氢能是一种理想的能源载体,开发大规模、廉价、清洁、高效的制氢技术是氢能有效利用的关键。电解水由于环境友好、产品纯度高以及无碳排放而成为具有应用前景的绿色制氢方法之一。限制电解水制氢大规模应用的最重要瓶颈是如何大幅降低其电能消耗,因而大幅降低制氢成本。其关键是发展廉价、易制备的高性能非贵金属电解水
电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属氮化物
金属氮化物(TMNs)具有独特的物理和化学性质。一方面,氮原子的加入改变了母体金属d带的性质,导致金属d带的收缩,使得TMNs的电子结构更类似于贵金属(如Pd和Pt)。另一方面,氮由于原子半径小可以嵌套在晶格的间隙中,所以金属原子的排列总是保持紧密堆积或接近紧密堆积,赋予了TMNs较高的电子导电率。
电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属硒化物
硒(Se)和硫(S)都是元素周期表VIA族的元素,硫在第三周期,硒在第四周期。因此这两个元素不仅一些有相似之处,也有不同点。类似的是,它们最外层都有6个电子和相似的氧化数。元素的最外层电子排布往往决定了这些元素形成的化合物的化学性质,这意味着相对于金属硫化物,金属硒化物对HER也有相似的活性。随着对
电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属硫化物
功能仿生催化剂的开发是一个重要的进展,为大规模可持续的氢气生产开辟了道路。尽管自然界存在的固氮酶和氢化酶可以催化析氢反应,但是酶基器件难以为高水平的氢气生产做出重大贡献。这些精妙的生物催化剂具有出色的催化选择性,能够在自然环境中运作,但在极端条件下(如强酸性和碱性介质)将迅速失活。受到固氮酶和氢化酶
电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属碳化物
1973年,R. B. Levy和M. Boudart发现由于碳化钨和铂具有相似的d带电子密度态,存在一定的类铂催化行为。上述开创性工作立即引起研究人员极大的兴趣,同时开展了以取代高成本贵金属催化剂为目的的金属碳化物研究。金属碳化物耐腐蚀、稳定性好、机械强度高,其电催化寿命较长。除碳化钨外,许多研究
电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属硼化物
与金属磷化物类似,金属硼化物材料也具有一定的HER催化活性,已获得研究人员的关注并进行研究。金属硼化物(及其合金)可以简单的通过金属卤化物和硼氢化盐溶液反应制备。例如,已对掺杂或纯非晶态硼化镍(Ni2B)在碱性介质中的HER电催化性能进行探索。最近,硼化钼(MoB)在酸性和碱性条件下均具有较好电催化
金属氧化物催化剂与金属催化剂的区别
金属氧化物催化剂与金属催化剂的区别:1、主要催化活性组分不同。金属氧化物催化剂的主要催化活性组分是金属氧化物。金属催化剂的主要催化活性组分是金属。2、作用及应用不同。金属氧化物催化剂广泛用于氧化还原型机理的催化反应;主族元素的氧化物多数用于酸碱型机理的催化反应(见固体酸催化剂),包括氧化、脱氢、加氢
新型燃料电池阴极催化剂问世
日前,记者从中科院过程工程研究所获悉,该所生化工程国家重点实验室研究员王丹团队研发了一种sp杂化氮掺杂的石墨炔,其在催化燃料电池阴极氧还原反应(ORR)中显示出良好的催化性能。研究成果近期发表于《自然—化学》。 燃料电池是一种把化学能转化为电能的装置,具有零污染、能量转化效率高、适用范围广泛等
一种比贵金属更优异的廉价且丰富的化学催化剂
加州理工学院的一个化学家团队发现了一种生产有机硅化合物的新方法,这种方法采用一种廉价且丰富的化学物质——叔丁醇钾作为催化剂。 加州理工学院的一个化学家团队发现了一种生产有机硅化合物的新方法,这种方法不需要依赖贵金属作催化剂。 相反,这种新技术采用一种廉价且丰富的化学物质—
我所电解水催化剂的贵金属替代研究取得新进展
氢能源是一种清洁、高效、可再生的理想能源,电解水制氢是实现工业化廉价制备氢气的重要手段。电解水过程包含析氢和析氧两个半反应,其中由于析氧反应过程在动力学上的困难性成为了电解水制氢的瓶颈。目前商用的析氧催化剂主要为IrO2和RuO2等贵金属,其高昂的价格和稀有的储量制约了这一过程的发展,寻找价格低
宋玉江团队研究有效提高燃料电池电催化剂耐久性
1月12日,大连理工大学化工学院能源电化学工程宋玉江教授研究团队在燃料电池电催化领域取得了重要进展。研究的低铂及非铂电催化剂突破了传统方法制备非贵金属电催化剂的局限,有效提高了燃料电池电催化剂的耐久性,为燃料电池汽车的大规模商业化提供了可能。 由于发动机使用的铂基电催化剂成本过高,导致燃料电池
科学家设计高活性和酸稳定性非贵金属催化剂
电解水是清洁能源开发利用的重要过程,而制备非贵金属电解水催化剂是清洁能源开发利用中亟待破解的关键难题。目前,在电解水材料的开发中,设计高活性且具有酸性环境中超长的电解稳定性的材料是面临的一大挑战。中国科学院大连化学物理研究所研究员肖建平团队与日本理化学研究所教授中村龙平团队合作,通过在金属氧化物Co
增强非贵金属电催化剂析氢活性和稳定性之化学掺杂
金属和金属合金电催化活性趋势与电催化剂的电子结构和性质有关。同样,“促进”物种对某些电催化剂本征活性的影响已有报道。因此可利用掺杂来调整电催化剂的电子特性,将缺电子或富电子的物质引入主体材料,可以调整其费米能级,改善其它电学性能,进而增强其电催化活性。上述掺杂物种也可能改变催化中心的氧化态以改变其本