非铂低铂燃料电池催化剂的研究进展

水电解制氢阴极低铂催化剂、阳极低钌催化剂,燃料电
池氧还原低铂催化剂
在燃料电池中，氢气和氧气在催化剂的作用下产生化学反应，释放出能量和水，成为一种高效、清洁的能源选择。

然而，传统的燃料电池中使用的催化剂往往含有大量的贵金属，如铂和钌，造成了成本高昂和资源浪费的问题。

因此，研究开发低成本、高效的催化剂成为了燃料电池领域的重要研究方向。

近年来，研究人员开发出了一系列水电解制氢阴极低铂催化剂和阳极低钌催化剂，以及燃料电池氧还原反应（ORR）低铂催化剂，在减少贵金属使用的同时实现
催化效率的提高。

水电解制氢阴极低铂催化剂通常采用碳材料负载的铂纳米粒子作为催化剂，在优化催化剂的表面形态和晶格结构等方面进行改进，如采用异丙醇还原法制备高晶质度铂纳米粒子，并通过表面改性等手段提高其催化活性和稳定性，使其具备较高的催化性能。

阳极低钌催化剂则采用铑钌合金或铁镍钴等低成本的过渡金属作为催化剂，通过改变催化剂的晶格结构和电子结构等方式，提高催化剂的活性和稳定性，从而实现催化反应的高效进行。

燃料电池氧还原反应（ORR）低铂催化剂则采用过渡金属氮化物、碳材料负载
的铁、钴等金属作为催化剂，通过合成方法和表面改性等手段，提高催化剂的活
性和耐久性，从而实现在低铂甚至无铂条件下，实现催化效率的提高和长时间的催化稳定性。

总之，低成本、高效的催化剂的开发对于推动燃料电池技术的进一步发展和推广具有重要意义。

低铂催化剂
低铂催化剂是指含有较低铂含量的催化剂，通常用于替代传统的高铂催化剂，以降低成本、减少资源消耗并提高可持续性。

以下是关于低铂催化剂的一些特点和应用：
1. 铂含量较低：低铂催化剂通常指铂含量低于传统铂催化剂的催化剂。

其目的是减少对稀有和昂贵的铂资源的需求，并降低生产成本。

2. 改良催化剂结构：为了保持较低的铂含量同时保持催化活性，低铂催化剂通常采用新的催化剂结构设计和制备方法。

例如，采用合金化、纳米结构、多孔材料等来增强催化活性和稳定性。

3. 提高催化效能：低铂催化剂的研究和开发旨在提高催化效能，以满足广泛的应用需求。

这包括在能源领域的燃料电池、催化转化和环境保护等方面的应用。

4. 应用于燃料电池：低铂催化剂在燃料电池中得到广泛应用。

通过优化催化剂的组成和结构，可以降低燃料电池的运行温度，提高电化学活性，并减少对铂资源的需求。

5. 汽车尾气净化：低铂催化剂也用于汽车尾气净化系统中，用于减少有害气体的排放，如氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）。

这些催化剂可以提高尾气处理系统的效率和耐久性。

总体而言，低铂催化剂在提供催化活性的同时降低了对昂贵铂资源的依赖，具有广泛的应用前景。

通过优化催化剂的设计和制备方法，可以实现更可持续的催化过程，促进可持续发展和环境保护。

1/ 1。

碳基非金属催化剂研究进展金属和金属氧化物作为催化剂被广泛应用于材料生产和很多重要工业生产。

但贵金属催化剂如Pt成本高，选择性低、耐久性差、易发生气体中毒，对环境造成了不利影响。

寻找能够减少或替代贵金属引起了关注。

在2009年，发现一种地球上丰富存在的碳材料被认为是一种高效、廉价、非金属可替代燃料电池中铂的新型催化剂。

在这个快速发展的领域里，这篇综述提供了一个重要的观点，包括有效碳基非金属催化剂的应用，特别强调杂原子掺杂碳纳米管和石墨烯对于清洁能源转换和储存，环境保护和重要的工业生产，并概述了在这领域的关键挑战和未来的机会。

标签：碳材料，非金属催化剂1.引言氧还原反应（ORR）、吸氧反应（OER）及析氢反应（HER）三个看似简单的反应确是清洁、可再生能源技术的关键，如燃料电池，电池和水分解过程。

然而，催化剂需要促进HER对于氢燃料的生产，ORR在燃料电池中的能量转换和OER对金属-空气电池的储能。

金属基催化剂特别是贵金属（铂、铱和钯）或金属氧化物，通常用于这些反应中。

然而，金属基催化剂有几个显著的缺陷，包括低选择度、耐久性差，易气体中毒，与对环境的消极影响。

此外，贵金属的高成本阻碍了可再生能源技术大规模的商业应用[1]。

2.碳基非金属作为ORR催化剂阴极上的ORR是限制燃料电池能量效率的关键步骤。

这种反应需要大量的铂催化剂，因此占燃料电池总成本的很大一部分。

铂纳米粒子长期以来一直被认为是ORR最佳的催化剂，但是铂的高成本和稀缺性，阻碍了它的使用实现燃料电池的商业应用。

在2009年，发现氮掺杂的垂直排列的碳纳米管（V A-CNTs）是优于碱性介質中铂对ORR的催化性能并且没有CO的失活和燃料渡越效应。

氮掺杂碳纳米管对于ORR的催化机理基于密度泛函B3LYP研究理论（DFT）并结合实验数据利用量子力学计算的。

计算发现掺杂诱导电荷重情况促进了O2和电子转移的化学吸附。

随后，氮掺杂石墨烯也被认为是一种有效的无金属催化剂。

燃料电池电催化剂研究综述摘要催化剂是燃料电池的关键材料之一，其性能的好坏决定燃料电池的使用性能和使用寿命。

近些年来，科学工作者在提高电催化剂性能和降低铂催化剂使用量方面做了大量的研究工作。

本文对低铂催化剂和非铂催化剂的研究进展进行了综述。

关键词：燃料电池；低铂催化剂；非铂催化剂；钯催化剂19世纪是蒸汽机时代，20世纪是内燃机时代，21世纪将是燃料电池的时代。

近年来，随着能源危机的加剧，燃料电池作为一种绿色的新能源受到越来越多的关注，美国《时代周刊》曾将燃料电池技术列为21世纪的高科技之首。

我国科技中长期计划中，多处把燃料电池放在重要的发展方向上。

燃料电池技术被认为是解决现在能源问题的很有希望的途径之一。

1 燃料电池的特点燃料电池之所以受世人瞩目，是因为它的不可比拟的优越性，主要表现在效率、安全性、可靠性、清洁度和良好的操作性能等几个方面[1]。

（1）能量转换效率高。

它的能量转换效率不受卡诺循环的限制，不存在机械能做功造成的损失。

与热机或发电机相比，能量转换效率极高，汽轮机转换的效率最大值为40-50%，热机带动发电机时效率为35-40%，而燃料电池的效率达60-70%，理论转换效率达90%，实际使用效率是内燃机的二至三倍。

（2）发电环境友好。

对于氢电池而言，发电后的产物只有水，可实现真正的零排放。

在航天系统中可生成水，供宇航员使用，液氧系统可作为供应生命保障的备用品。

燃料电池按电化学原理发电，不经过热机的过程，不会产生传统方式中常见的二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等污染物。

如果采用太阳能光解制氢，可完全避开温室气体的产生。

燃料电池工作安静，适用于潜艇等军事系统的应用。

（3）模块结构，方便耐用。

燃料电池发电系统由各单电池堆叠至所需规模的电池组构成，电池组的数量决定了发电系统的规模，各个模块可以更换、维修方便、可靠性高。

（4）响应性好，供电可靠。

燃料电池发电系统对负载变动的响应速度快，故无论出于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行，它都能承受且效率变化不大。

工业催化反应的研究进展随着工业的发展，催化反应技术在工业中的应用越来越广泛。

催化剂能够提高反应速率，降低反应温度，提高反应选择性和反应产率等，在工业中扮演着不可或缺的角色。

工业催化反应研究在提高反应效率和降低工业生产成本方面做出了重要贡献。

一、氧化反应催化剂的研究进展氧化反应中最广泛应用的催化剂为铜基氧化催化剂。

其它催化剂也被广泛研究，如NiO、Co3O4、Fe2O3等。

研究表明，NiO催化剂具有高的催化活性和选择性，可广泛应用于CO的氧化、乙烯的氧化和CH4的催化部分氧化反应。

Co3O4催化剂主要应用于CO和CH4的氧化合成气反应，其活性与物理、化学性质的关系被广泛研究。

Fe2O3催化剂主要应用于烷基化和氧化反应，具有高的反应活性和选择性，也被广泛研究。

研究表明，纳米材料在氧化反应催化剂研究中有广泛应用。

纳米材料具有高比表面积和相对活性，能够提高反应效率和降低催化剂用量。

纳米材料的制备方法包括物理合成、化学合成等，其应用研究为氧化反应催化剂的研究提供了新思路。

二、加氢反应催化剂的研究进展加氢反应广泛应用于石油化工、医药、食品、化妆品等工业领域。

催化剂的选择和优化以及反应条件的控制，对于提高反应效率和产率至关重要。

催化剂的研究主要集中在金属催化剂（如铂、钯、铜等）和无机催化剂（如氧化钒、氧化钼等）中。

其中，铂、钯等贵金属催化剂具有高的反应活性和选择性，可广泛应用于加氢反应中。

氧化钼催化剂具有广泛的催化活性，可应用于加氢脱氮、脱硫等反应中，它的催化活性是由于其特殊的晶体结构和表面性质所决定的。

研究表明，纳米材料在加氢反应催化剂研究中也发挥了重要的作用。

纳米铂催化剂表现出较高的催化活性和选择性，料化合成方法也成为制备其催化剂的主要方法之一。

三、脱氢催化反应的研究进展脱氢反应广泛应用于石油化工和化学制品加工等工业领域。

以铂、镍等金属催化剂为主，研究表明，催化剂的活性、选择性和稳定性等都与其晶体结构和表面性质密切相关。

催化剂研究现状及应用催化剂是一种可以加速化学反应速率的物质，它可以在反应中不改变自身数量的情况下，提高反应速率甚至改变反应产物。

催化剂在化工、能源、环保等领域具有广泛的应用，因此催化剂的研究一直备受关注。

一、催化剂研究现状1. 催化剂种类催化剂种类繁多，可以按功能分为酸性催化剂、碱性催化剂和金属催化剂等。

酸性催化剂主要是指能够在化学反应中释放出质子的物质，如固体酸（比如氧化铝）、液态酸（比如硫酸）以及负载酸（比如磷酸负载在二氧化硅上）。

碱性催化剂则是指在化学反应中释放氢氧根离子的物质，如氧化锌、氧化镁等。

金属催化剂由金属元素组成，包括贵金属催化剂（如铂、钯、铑等）、过渡金属催化剂（如镍、铬、钨等）以及过渡金属氧化物催化剂。

2. 催化剂制备技术随着科学技术的不断发展，催化剂制备技术也得到了长足的进步。

传统的催化剂制备技术有沉淀法、浸渍法、共沉淀法等，这些方法制备出的催化剂质量较为稳定，但产能较低、能耗较高。

而现如今，随着纳米技术、微波技术、等离子体技术的应用，催化剂的制备技术也得到了革命性的提升。

这些新技术不仅可以极大地提高催化剂的活性和选择性，而且还可以降低制备成本，提高生产效率。

3. 催化剂研究领域目前，催化剂的研究领域涵盖了许多不同的方向，如新型催化剂的设计合成、催化剂表面结构与性能的研究、催化剂的反应机理研究等。

设计合成新型催化剂是为了解决传统催化剂的活性不高、选择性不好、使用寿命短等问题，通过新材料、新结构的设计合成，可以提高其活性和选择性，降低成本，提高使用寿命。

催化剂表面结构与性能的研究是为了寻找更好的催化性能以及降低催化剂的毒化作用，这需要对催化剂的表面结构进行详细的研究，并寻找更好的表面改性方法。

催化剂的反应机理研究则是为了深入理解催化剂在化学反应中的作用机理，从而为设计更高效的催化剂提供理论基础。

二、催化剂应用1. 化工领域催化剂在化工领域的应用非常广泛，涉及到有机合成、烃转化、氧化反应等多个方面。

铂粒子尺寸越小催化剂的性能越好吗
2016-04-24 13:17来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
极小尺寸铂纳米粒子与核壳结构催化剂的示意图
纳米技术的发展引起了催化剂领域的研究热潮，人们将贵金属粒子做成纳米级别，发现在同等催化效率的前提下，贵金属的用量大幅降低。

理论上讲，贵金属粒子尺寸越小，其比表面积越大，参与催化反应的活性位点越多，那是否意味着粒子尺寸越小，其催化性能就越高呢？
以铂催化剂为例。

的确有大量案例表明，随着铂粒子尺寸降低，其活性得到了极大的提升，但这并不意味着铂粒子越小越好。

催化剂的活性是很多因素的综合结果，铂粒子的尺寸只是其中之一。

最近，科学家在研究燃料电池中的铂催化剂时发现，随着铂粒子尺寸降低，整个催化剂的活性反而大幅下降，这与理论推测背道而驰。

进一步深入研究发现，铂粒子尺寸太小时会进入载体孔洞内部，无法参与催化反应。

所以较为准确的说法应该是：参与反应的铂的比表面积越大，整体催化剂的活性越高。

基于这一思路，科学家设计了一种核壳结构，即用贱金属或其他低成本的物质做核，然后在其表面沉积一层铂，整个复合颗粒的尺寸略大于载体的孔洞。

一方面减少了铂用量，另一方面又避免了铂粒子进入载体孔洞内部而失效，同时由于铂层很薄，还保留了纳米粒子的特性，因而整体催化性能很高。

以下是小尺寸铂纳米粒子催化剂与核壳结构催化剂的示意图。

图a中小纳米粒子一部分负载在碳载体表面，还有大量的进入碳的孔洞中无法参与催化；图b 是制得的核壳结构，因整体尺寸大于碳载体孔洞，所以能绝大部分分布在表面。

新型能源催化剂的研究进展近年来，全球温室气体排放趋势呈现上升趋势，环保成为一个备受关注的话题。

而新型能源催化剂的研究，代表着现代能源技术的最新进展之一。

本文将介绍新型能源催化剂研究的发展历程、现状及展望。

发展历程新型能源催化剂研究起源于1970年代的燃料电池技术，属于分子尺度化学的范畴。

而催化反应的本质是通过降低反应活化能来加速化学反应的过程，成为人们利用能源原料的有效途径。

燃料电池技术中，催化剂可以促进氢氧化物的电解，产生电能。

而在汽车和工业等领域，催化剂可以促进燃料和氧气的反应，实现高效率的能量转换，同时大大减少温室气体等有害物质的排放。

新型能源催化剂研究的发展离不开纳米技术、化学合成技术、计算机模拟技术等的支持，它们使催化剂的制备、表征和性能测试更加精细、高效、深入。

催化剂的理论研究和实验研究也形成了互相支持、循环发展的格局。

现状目前，新型能源催化剂已经应用于多个领域。

在燃料电池领域，铂基催化剂已成为电堆中最常见、最有效的催化剂之一。

但是铂的生产成本在过去几年里一直在攀升，而且铂基催化剂在制备和使用过程中都存在一些困难。

为了解决这些问题，研究者们开始寻找替代铂的新型催化剂。

其中最重要的一类就是非贵金属催化剂。

由于非贵金属催化剂成本低、储量丰富且不会引起环境问题，因此受到越来越多的关注。

最近的研究还包括了蛋白质酶、有机小分子化合物等非金属催化剂。

例如，质子交换膜燃料电池中氧还原反应催化剂的研究方向已经从Pt/C转向了非贵金属复合物催化剂。

在化学催化领域，金属有机框架催化剂、共价有机催化剂等新型催化剂的研究也在快速发展，它们在催化剂设计和合成方面都有创新性。

展望尽管新型能源催化剂已经有很多成果，但是仍存在着很多问题和挑战。

未来的研究方向包括提高催化剂的选择性、稳定性和活性，同时也要考虑催化剂的适用范围和经济性。

继续推进对新型催化剂的基础理论研究，并与工程实践相结合，将是新型能源催化剂研究的未来发展方向。

燃料电池的催化剂研究进展在当今能源领域，燃料电池作为一种高效、清洁的能源转换装置，正受到越来越广泛的关注。

而催化剂在燃料电池的性能提升和广泛应用中起着至关重要的作用。

本文将详细探讨燃料电池催化剂的研究进展。

燃料电池的工作原理是通过化学反应将燃料（如氢气、甲醇等）和氧化剂（通常为氧气）的化学能直接转化为电能。

在这个过程中，催化剂能够加速反应的进行，降低反应的活化能，从而提高电池的性能和效率。

对于质子交换膜燃料电池（PEMFC）来说，铂（Pt）基催化剂一直是研究的重点。

铂具有出色的催化活性，能够有效地促进氢氧化反应（HOR）和氧还原反应（ORR）。

然而，铂是一种稀缺且昂贵的金属，这极大地限制了燃料电池的大规模商业化应用。

因此，如何减少铂的用量，同时保持甚至提高其催化性能，成为了当前研究的关键问题之一。

一种常见的策略是通过减小铂纳米颗粒的尺寸来增加其比表面积，从而提高铂的利用率。

研究表明，当铂纳米颗粒的尺寸减小到一定程度时，其催化活性会显著提高。

此外，将铂与其他金属（如钯、铑、钌等）形成合金，也可以改善其催化性能。

合金化不仅能够调节催化剂的电子结构，还可以提高其抗中毒能力和稳定性。

除了对铂基催化剂进行优化改进，非铂催化剂的研究也取得了一定的进展。

过渡金属氮化物、碳化物以及过渡金属氮碳（MNC）复合材料等都被认为是具有潜力的非铂催化剂。

其中，MNC 复合材料由于其良好的 ORR 催化活性、成本低廉以及稳定性较好等优点，成为了研究的热点之一。

在催化剂的载体方面，碳材料（如碳纳米管、石墨烯等）因其优异的导电性、大的比表面积和良好的化学稳定性，被广泛应用于燃料电池催化剂的载体。

此外，金属有机框架（MOFs）衍生的碳材料也引起了研究者的关注。

MOFs 具有高度有序的孔结构和可调节的化学组成，通过热解处理可以得到具有独特结构和性能的碳材料，为催化剂提供更好的支撑和分散。

为了进一步提高催化剂的性能，还需要对其微观结构和表面性质进行精确调控。

燃料电池膜电极技术难点及发展趋势Ⅰ、概述燃料电池作为一种高效、清洁的能源转换设备，具有广阔的应用前景。

其中，膜电极技术是燃料电池关键技术之一，其发展水平直接影响着燃料电池的性能和经济性。

本文将从燃料电池膜电极技术的难点及发展趋势进行探讨。

Ⅱ、燃料电池膜电极技术难点1. 质子交换膜的开发质子交换膜是燃料电池的核心组件之一，直接影响燃料电池的性能和稳定性。

然而，目前市面上的质子交换膜性能不够稳定，耐久性较低，还存在着水分平衡问题和质子传输速率不高等难点。

2. 电极催化剂的制备电极催化剂在燃料电池中发挥着催化氢氧化和氧还原等重要作用，但目前仍面临着成本高、稳定性差、催化活性低等难题。

如何制备出活性高、稳定性好的电极催化剂成为了燃料电池膜电极技术的难点之一。

3. 电极结构设计电极结构的设计直接关系到电极的气体传输和电子传输性能。

目前存在的问题是电解质滞留、反应活性低等。

如何设计出合理结构的电极成为了燃料电池膜电极技术的关键难点。

Ⅲ、燃料电池膜电极技术发展趋势1. 质子交换膜的改进未来的研究方向将主要集中在质子交换膜的改进，以提高其稳定性和耐久性。

研究者将从材料结构、形貌设计、界面调控等方面入手，以期改善质子交换膜的性能。

2. 电极催化剂的发展电极催化剂的发展趋势将主要集中在提高其催化活性和稳定性，降低成本。

未来的研究方向将可能涉及到材料的改性、结构设计和合成方法的改进等方面。

3. 电极结构的优化未来的发展方向将主要集中在改善电极结构，以提高其气体传输和电子传输性能。

在此基础上，提高电极的反应活性和稳定性，以实现更高效的燃料电池性能。

Ⅳ、结论燃料电池膜电极技术的发展面临着众多挑战，但也蕴含着巨大的发展潜力。

未来的发展趋势将是提高质子交换膜、电极催化剂和电极结构的性能，以实现更高效、更稳定、更经济的燃料电池技术。

希望未来的研究者能够深入探索，克服现有难题，推动燃料电池膜电极技术的发展，为清洁能源的发展做出更大的贡献。

掺杂碳材料用于氧还原反应中的研究进展陈洁;高建民【摘要】Fuel cells are ideal candidates for stationary and mobile power generation due to their high energy conversion efficiency and environmental benefits. Recently, the non-platinum catalysts become hotspot in fuel cell. Due to the low cost, environmental acceptability, good corrosion resistance, high electrical conductivity, and excellent oxygen reduction reaction ( ORR) activity, doped carbon materials were viewed as ideal ORR catalysts for cathodes in fuel cells. The recent development of doped carbon including metal-free heteroatom( N, S, B, and P)-doped materials catalysts for ORR was also primarily focus on.%燃料电池具有高效和洁净等突出优点，是最有发展前途的一种动力电池，可广泛用于移动电源和便携式电源。

近年来，非铂催化剂成为燃料电池领域研究的热点，掺杂碳材料因其价格低廉，环境友好，具有良好的耐腐蚀性，高电导性以及在氧还原反应过程表现出良好的催化活性，被认为是燃料电池阴极氧还原反应的理想催化剂。

本文主要介绍了氮，硫，硼，磷掺杂碳材料以及用于燃料电池氧还原反应催化剂的研究进展。

《纳米碳化硅负载氮化钛—氮掺杂碳的非铂及低铂催化剂》篇一一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益严重，发展高效、环保的能源转换技术成为了科学研究的热点。

在众多能源转换技术中，燃料电池因其高能量转换效率和低排放特性备受关注。

然而，燃料电池中的氧还原反应（ORR）过程需要高效的催化剂来加速反应进程，传统的铂基催化剂因高成本和储量有限等限制因素，限制了其在燃料电池的广泛应用。

因此，研究非铂及低铂催化剂对于促进燃料电池技术的发展具有十分重要的意义。

本文重点探讨一种纳米碳化硅负载氮化钛—氮掺杂碳的非铂及低铂催化剂。

该催化剂具有高活性、高稳定性以及良好的耐久性，为燃料电池的商业化应用提供了新的可能性。

二、纳米碳化硅负载氮化钛—氮掺杂碳的合成与表征1. 合成方法本研究的催化剂采用溶胶-凝胶法结合高温热解法制备。

首先，将钛前驱体与碳源混合，在高温下进行热解反应，形成氮化钛和碳的复合物。

然后，将该复合物与纳米碳化硅进行复合，形成最终的催化剂。

2. 结构表征通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂进行结构表征。

结果表明，该催化剂具有较高的比表面积和良好的孔结构，有利于反应物的吸附和传输。

同时，氮化钛和碳化硅的复合结构使得催化剂具有良好的机械强度和热稳定性。

三、催化剂的电化学性能研究1. 氧还原反应（ORR）活性测试通过循环伏安法（CV）和线性扫描伏安法（LSV）等电化学测试方法，评估了该催化剂的氧还原反应活性。

实验结果表明，该催化剂在非铂及低铂条件下具有较高的氧还原反应活性，可与商业铂基催化剂相媲美。

2. 稳定性及耐久性测试通过恒电位计时法、加速老化实验等方法对催化剂的稳定性和耐久性进行了测试。

结果表明，该催化剂在长时间运行过程中表现出良好的稳定性，且经过加速老化实验后仍能保持良好的电化学性能。

四、催化剂性能优化及机理探讨1. 性能优化通过调整催化剂的组成、结构和制备工艺等手段，进一步优化了催化剂的性能。

铂催化剂的改进和代替摘要简述了某染料化工厂硝酸车间氨氧化工艺中催化剂的使用情况，并结合当前催化剂工艺发展，对其工艺改进提出了一些设想。

关键字氨氧化铂催化前言氨氧化是硝酸生产的重要工序。

某染料厂硝酸车间的硝酸生产工艺，生产方法是在铂的催化作用下，空气直接接触氧化生成氧化氮气体(NO)，氧化氮气体在空气直接氧化生成二氧化氮气体(NO2 )，二氧化氮气体被水吸收生成半成品45%~50%稀硝酸，稀硝酸用硝酸镁作脱水剂，采用减压萃取精馏工艺制得产品98%浓硝酸。

其中氨接触氧化是生产环节中的重要一步。

氨氧化生成一氧化氮的反应方程式如下[1]：4NH3+5O2=6NO+6H2O+907 280 J (1) K=10-54NH3+4O2=2O2+2N2O+6H2O +1 104 900 J (2) K=10-64NH3+3O2=2N2+6H2O+1 269 019 J (3) K=10-7从上述三个反应的平衡常数来看，在900℃时氨几乎可以100%转变为NO、N2O和N2，如果反应时间足够长，最终产物是N2。

而反应式(1)是生产硝酸所需要的，称为有利反应，而实际上该反应只有在一定温度、压力条件下，且有催化剂存在时才能进行。

因此在反应条件(温度、压力)一定的情况下，催化剂的选择是加速反应式(1)的进行和抑制副产物生成的关键。

常用铂作为氨氧化反应的催化剂。

由于铂网本身属于贵金属，催化网的材料费和制作加工费都较高，因此，在保证收率的前提下，铂催化剂消耗越低越经济。

1 某染料厂硝酸车间使用的催化剂1.1 催化剂的组成目前催化剂组成：Pt(铂)92.5% Rh(铹)3.5% Pd(钯)4.0%金属铑加入提高催化剂之活剂，并随着含量从0~10%增加，900℃下氨转化率由96.1~99.3%提高并以铑含量为10%时达到最高值，另一方面纯铂在高温下会遭到破坏，而金属铑加入能增加机械强度，由于铑比钯昂贵，所以用钯来代替铑而其活性和强度相差不多。

燃料电池铂催化剂替代技术1. 概述燃料电池作为一种新兴的清洁能源技术，具有高能效、无污染、低噪音等优点，被广泛应用于交通运输、能源储备等领域。

然而，燃料电池的大规模商业化仍面临着一个重要问题，那就是铂催化剂的昂贵和稀缺性。

因此，寻找替代铂催化剂的技术至关重要。

2. 替代技术的研究进展2.1. 非铂过渡金属催化剂非铂过渡金属催化剂是目前替代铂催化剂的主要研究方向之一。

这些催化剂具有较低的成本和丰富的资源，可以有效降低燃料电池的制造成本。

常见的非铂过渡金属催化剂包括钴、镍、铁等。

然而，这些催化剂在活性和稳定性方面仍存在一定的挑战，需要进一步的研究和改进。

2.2. 金属氮化物催化剂金属氮化物催化剂是另一个备受关注的替代技术。

金属氮化物具有优异的电化学性能和较高的催化活性。

例如，过渡金属氮化物催化剂可以提供与铂催化剂相当甚至更好的催化活性。

然而，金属氮化物的合成工艺和稳定性仍需要进一步改进和研究。

2.3. 生物质催化剂生物质催化剂是一种环境友好、可再生的替代技术。

通过提取和转化生物质中的天然产物，可以制备具有催化活性的物质。

生物质催化剂可以降低催化剂的成本，并减少对稀有金属的需求。

然而，目前生物质催化剂的催化活性和稳定性仍需要进一步提高。

3. 替代技术的挑战与展望3.1. 催化剂活性和稳定性替代技术的关键挑战之一是催化剂的活性和稳定性。

铂催化剂在催化反应中表现出优异的活性和长期稳定性，因此替代铂催化剂必须具备相似的性能才能在实际应用中取得成功。

3.2. 制备工艺替代技术的另一个关键挑战是开发出能够大规模制备替代催化剂的工艺。

目前，许多替代催化剂的合成方法仍不够成熟，且缺乏可扩展性。

因此，需要进一步研究和探索高效、低成本的制备工艺。

3.3. 综合性能优化替代技术的发展还需要综合考虑催化剂的各项性能。

除了活性和稳定性外，催化剂的选择还应考虑与其他组件的相容性、导电性能等因素，以实现最佳的燃料电池性能。

4. 结论燃料电池铂催化剂的替代技术研究已经取得了一定的进展，但仍面临诸多挑战。

氯化铁氧化聚合苯胺制备燃料电池非铂阴极催化剂
氯化铁氧化聚合苯胺 (PPy) 是一种常用于制备燃料电池非铂阴极催化剂的材料。

该方法涉及两个关键步骤：首先是铁离子的氧化纳入聚合苯胺分子结构中，形成PPy；然后是将氯化铁添加到PPy中，进一步增强其催化性能。

具体制备步骤如下：
1. 准备聚合苯胺 (Aniline) 溶液。

将适量的Aniline 溶解在浓盐酸中，以形成Aniline 溶液。

2. 催化剂氧化聚合。

将氧化剂（如过硫酸铵）加入Aniline 溶液中，开始氧化聚合反应。

反应温度一般在0-5℃。

3. 离心和洗涤。

将反应混合物离心，分离得到沉淀。

然后用稀盐酸和水多次洗涤沉淀，以去除未反应的物质和杂质。

4. 生成PPy。

将洗涤后的沉淀溶解在氯化铁溶液中，并进行搅拌反应。

在反应过程中，氯化铁参与聚合苯胺的形成，并增强其催化性能。

5. 过滤和干燥。

将反应混合物过滤，得到PPy 的固体产物。

然后将其在真空干燥器中干燥，以去除水分。

6. 经过以上步骤，得到了氯化铁氧化聚合苯胺，用于制备燃料电池非铂阴极催化剂。

需要注意的是，制备过程中的实验条件（如反应温度、浓度、比例等）会对最终产物的性能产生重要影响。

因此，具体的实验条件需要根据具体情况进行优化。

此外，制备的催化剂还需要进行一系列的表征和评价，以确定其催化活性和稳定性。

全球燃料电池质子交换膜最低铂载量kw燃料电池作为一种清洁高效的能源转换技术，受到了全球范围内的广泛关注和研究。

其中，质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，简称PEMFC）因其高效、低污染的特点，成为了燃料电池中的热点之一。

在提高燃料电池性能和降低成本的过程中，研究人员不断探索着如何降低质子交换膜中的铂载量，以实现更高的能量转换效率和更低的成本。

本文将从全球范围内的研究现状和未来发展趋势出发，深入探讨质子交换膜燃料电池中的最低铂载量和功率密度之间的关系。

1. 全球燃料电池研究现状全球范围内，燃料电池的研究和应用正在蓬勃发展。

美国、日本、德国等国家在燃料电池领域拥有较为成熟的技术和产业链，不断推动着燃料电池技术的进步和商业化进程。

与此我国作为世界上最大的燃料电池市场之一，也在积极推动燃料电池技术的发展和应用。

在这一背景下，燃料电池质子交换膜的研究和应用也日益受到重视。

2. 质子交换膜最低铂载量的意义质子交换膜燃料电池中的铂是一种昂贵的催化剂材料，占据了成本的很大比例。

降低质子交换膜中的铂载量，可以有效降低燃料电池的制造成本，提高商业化应用的可行性。

基于环保和可持续发展的考虑，减少对铂等稀有资源的依赖也是燃料电池研究的重要方向之一。

研究质子交换膜最低铂载量对于提高燃料电池的能源转换效率、降低成本、减少对稀有资源的依赖具有重要意义。

3. 质子交换膜最低铂载量与功率密度的关系研究表明，质子交换膜中的铂载量与燃料电池的功率密度之间存在着一定的关系。

较低的铂载量可以降低燃料电池的制造成本，提高商业化的可行性，但同时也会影响燃料电池的功率密度。

研究人员需要在降低铂载量的同时保证燃料电池的稳定性和性能。

另随着科技的发展和研究的深入，质子交换膜燃料电池的铂载量逐渐降低，功率密度逐渐提高的趋势也变得更加明显。

未来，随着更多新材料和技术的应用，质子交换膜最低铂载量和功率密度之间的关系将变得更加紧密。

低铂催化剂和非铂催化剂
在燃料电池中，催化剂是促进电化学反应的关键成分，能大大提高反应速率。

然而，传统的高铂催化剂存在资源紧张、价格昂贵、稳定性差等缺点，因此，低铂催化剂和非铂催化剂的研究成为了热点。

低铂催化剂是指铂含量较低的催化剂。

通过优化铂颗粒的大小和分散性、提高铂的利用率，可以降低铂的含量，从而降低成本。

同时，低铂催化剂在保持高活性的同时，可以改善催化剂的耐久性和稳定性，延长催化剂的使用寿命。

非铂催化剂是指不使用铂作为活性成分的催化剂。

相比于铂催化剂，非铂催化剂具有更低的成本和更高的稳定性。

目前，一些过渡金属化合物，如铁、钴、镍等，已经被研究作为非铂催化剂的候选材料。

这些化合物具有较高的反应活性，且资源丰富，价格低廉。

然而，无论是低铂催化剂还是非铂催化剂，都面临着一些挑战。

例如，如何在保持高活性的同时提高催化剂的耐久性和稳定性？如何降低成本？如何克服资源限制？这些问题需要科研人员进一步研究和探索。

非铂催化剂非铂催化剂是一种效果良好且广泛使用的化学催化剂，其独特的性质在催化反应中发挥着重要的作用。

在本文中，我们将探讨非铂催化剂的定义、特性、应用领域以及对环境可持续发展的指导意义。

首先，非铂催化剂是指在化学反应中起到催化作用的物质，除了铂以外。

这些催化剂常常具有高效、选择性和稳定性，能够加速化学反应的进行，同时还能减少所需的活化能。

与铂催化剂相比，非铂催化剂具有成本更低、资源更丰富、合成更可控等优势。

其次，非铂催化剂广泛应用于各个领域。

在能源领域，非铂催化剂可用于燃料电池中的氧还原反应，如贵金属催化剂的替代品。

这些非铂催化剂能够提高燃料电池的效率和稳定性，并且降低了成本。

在化工工业中，非铂催化剂可用于合成有机物，如有机合成反应中的氧化、还原、脱氢等反应。

此外，非铂催化剂还可以应用于环境保护领域，如废气处理、水处理和有害废物处理等。

它们能够高效地催化有害物质的降解，从而减少了对环境的污染。

非铂催化剂具有重要的现实意义和指导意义。

首先，在能源领域，广泛应用非铂催化剂可以加速可再生能源的利用，减少对传统能源的依赖，推动可持续发展。

其次，在化工工业中，非铂催化剂能够提高化学合成的效率和选择性，有助于开发绿色合成的新型方法和新型药物。

最后，在环境保护领域，非铂催化剂可以帮助净化废气和废水，减少对环境的负荷，提高环境可持续发展水平。

综上所述，非铂催化剂作为一种高效、环保和成本可控的催化剂，其在能源、化工和环境领域的广泛应用给我们带来了重要的启示和指导。

通过研究和应用非铂催化剂，我们可以推动能源的可持续利用，推进化学工业的绿色合成，促进环境保护的可持续发展。

因此，非铂催化剂不仅是化学领域的重要研究方向，也是实现可持续发展目标的重要工具。