低纳米Pt在介孔空心碳半球上的稳定负载及其高效氧还原催化性能

化工进展CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2020年第39卷第S1期生物质油催化加氢脱氧（HDO ）反应机理及催化剂研究进展练彩霞1，2，李凝1，蒋武1，马浩1，彭瀚1，2（1广东石油化工学院化学工程学院，广东茂名525000；2湘潭大学化学工程学院，湖南湘潭410001）摘要：对近年来生物质油催化加氢脱氧催化剂的制备、催化性能和反应机理的研究进展进行了整理总结。

重点对贵金属催化剂、过渡金属催化剂和硫、氮、碳、磷等金属化合物催化剂的制备方法、催化性能和作用机理进行了概述，并分析了加氢脱氧催化剂的失活原因，同时提出生物质油加氢脱氧反应催化剂的未来发展方向：三维有序大孔（3DOM ）钙钛矿氧化物的应用可能在提高催化剂的催化性能有作用。

关键词：生物质油；加氢脱氧；催化剂；反应机理；失活；钙钛矿氧化物中图分类号：TQ032.4；O643.38；O643.32文献标志码：A文章编号：1000-6613（2020）S1-0153-10Research progress on reaction mechanism and catalysts for catalytichydrodeoxygenation(HDO)of biomass oilLIAN Caixia 1，2，LI Ning 1，JIANG Wu 1，MA Hao 1，PENG Han 1，2(1College of Chemical Engineering,Guangdong University of Petrochemical Technology,Maoming 525000,Guangdong ,China;2College of Chemical Engineering,Xiangtan University,Xiangtan 410001,Hunan,China)Abstract:In this paper,the research progress on the preparation,catalytic performance and reaction mechanism of biomass oil catalytic hydrodeoxygenation catalysts in recent years are summarized.The preparation methods,catalytic performance and mechanism of noble metal catalysts,transition metal catalysts and sulfides,carbides,nitrides,phosphide catalysts were mainly discussed.The reasons for the deactivation of the hydrodeoxygenation catalyst were analyzed,and the future development of the biomass oil hydrodeoxygenation catalysts was also proposed:the application of three-dimensional ordered mesoporous (3DOM)perovskite oxide may play a role in improving the catalytic performance of the catalyst.Keywords:biomass oil;hydrodeoxygenation;catalyst;reaction mechanism;deactivation;perovskite oxide 随着世界经济的快速发展和工业化水平的不断提高，世界对能源的需求不断上升，据国际能源署（IEA ）预测，到2040年，全球能源需求将从2009年的约120亿吨石油当量增至180亿吨或170亿吨，能源需求将增长逾四分之一，二氧化碳排放量预计将从每年290亿吨增加到430亿吨或360亿吨[1]。

纳米多孔PtNiMo合金的制备及其对甲醇电催化氧化性能的研究∗周魁元;李强;刘旭燕;潘登【摘要】NP-PtNiMo catalysts were fabricated by dealloying method in present study.The surface morpholo-gy,composition,phase constitutions,and electrocatalytic properties were characterized by scanning electron microscopy (SEM),energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX),X-ray diffraction (XRD),and electrochemi-calmeasurements,respectively.The electrocatalytic activity of the NP-PtNiMo for methanol electrooxidaion was evaluated characterized by the cyclic voltrametry and chronoamperometry at room pared to commercial Pt/C,NP-PtNiMo electrocatalysts exhibit better electrocatalytic performance,better electrocata-lytic stability,and more tolerant to CO poisoning.%利用脱合金的方法制备了纳米多孔铂镍钼(NP-PtNiMo)合金纳米催化剂,通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)和电化学测试的方法对 NP-PtNiMo 合金纳米催化剂的表面形貌、成分、物相和电催化性能进行了表征。

碳化钼纳米材料的制备及电催化析氢性能杨盼;石松;代斌;刘志勇;郭旭虹;彭邦华【摘要】为了解决电解水反应过程中金属Pt电催化析氢材料因价格昂贵导致电解水制氢成本过高的问题,本实验采用廉价易得的三聚氰胺和钼酸铵为原材料,通过800℃焙烧反应制备出了析氢催化剂碳化钼(Mo2C),并利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、元素微区扫描(mapping)对其晶型结构、形貌和颗粒尺寸、元素种类、含量及分布进行了表征分析,在0.5 mol/LH2SO4溶液中对Mo2C进行了电解水析氢活性与稳定性的性能测试,结果表明:此法制备的Mo2C电极材料析氢性能良好,电极工作13 h后依然稳定.本论文提供了一种制备Mo2C的简便方法,其作为析氢电催化材料可广泛应用于电解水制氢,以此缓解全球能源枯竭及环境问题.【期刊名称】《石河子大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(036)003【总页数】6页(P370-375)【关键词】碳化钼;电催化;析氢材料【作者】杨盼;石松;代斌;刘志勇;郭旭虹;彭邦华【作者单位】石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003;石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003;石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003;石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003;石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003;石河子大学化学化工学院/化工绿色过程新疆兵团重点实验室/新疆兵团材料化工工程技术研究中心,新疆石河子832003【正文语种】中文【中图分类】O643.36随着当今世界科学技术的快速发展以及人类文明的不断进步，人们在享受科技创新成果的同时，也面临着化石燃料使用所引起的能源短缺及环境污染等一系列问题[1-2]。

助催化剂Pt-Co合金纳米颗粒的合成及光催化制氢活性段丽璇;陆盼;张金星;吴强;姚伟峰【摘要】Pt-Co alloy nanoparticles in different proportions were synthesized by hydrothermal method,the sizes of which were about 4 nm.The Pt-Co alloy nanoparticles were loaded on the surface of commercial CdS as cocatalyst.The nanoparticles were characterized by X-ray diffraction (XRD),transmission electron microscope (TEM),selected area electron diffraction (SAED),energy spectrum analysis (EDS) and so on.The results indicated that Pt-Co alloy nanoparticles were synthesized successfully and loaded perfectly on the surface of commercial CdS.The performances of splitting water to achieve hydrogen under visible light were tested on the condition of simulative solar light.The results illuminated that the performance was best when the molar ratio of Pt and Co was 3 ∶ 1,1 049μmol/h.The photo-quantum efficiency was up to36 ％,which was equal to pure Pt.%采用水热法合成了粒径在4 nm左右的不同比例的Pt-Co合金纳米颗粒,作为助催化剂负载在商业CdS表面.用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、能谱分析(EDS)等技术对其进行表征.结果表明,确实合成了Pt-Co合金且负载良好.样品在模拟太阳光的条件下,测试其可见光分解水制氢性能,结果表明,n(Pt):n(Co)=3:1时产氢性能最佳,为1 049 μmol/h,光量子效率达到36％,与纯铂性能相当.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2017(048)010【总页数】6页(P10024-10028,10035)【关键词】光催化;Pt-Co合金;助催化剂;制氢【作者】段丽璇;陆盼;张金星;吴强;姚伟峰【作者单位】上海电力学院环境与化学工程学院,上海200082;上海电力学院环境与化学工程学院,上海200082;上海电力学院环境与化学工程学院,上海200082;上海电力学院环境与化学工程学院,上海200082;上海电力学院环境与化学工程学院,上海200082【正文语种】中文【中图分类】TQ426.98伴随着能源的短缺和环境污染问题，大力开发环境友好型新能源迫在眉睫[1]。

纳米催化剂的发展现状及制备方法赵兵（四川省化学工业研究设计院，四川成都,610041）摘要纳米催化剂因其独特的物理化学性质使其相比传统的催化剂具有无法比拟的优势,基于此,综述了纳米催化剂常用的制备方法以及具有代表性的纳米催化剂的研究现状,并介绍了纳米催化剂在能源、化工以及环境领域中的实际应用，最后提出了纳米催化剂未来可能的研究方向及建议。

关键词：纳米催化剂发展现状制备方法纳米技术产生于20世纪80年代末，是目前正在迅速发展的一种高新技术,纳米材料的定义为:在三维空间中至少有一维是处于纳米尺度范围该类材料由于其比表面积大、表面原子及活性中心数目多等优点而广泛应用于催化剂领域。

此外，纳米材料也广泛应用于石油化工、能源、生物和环保等领域。

1纳米催化剂的发展现状纳米催化剂包括负载型以及非负载型催化剂，负载型催化剂包括负载金属和金属氧化物等;非负载型催化剂包括金属及其氧化物、分子筛以及生物纳米催化剂等。

下面对几种常见的纳米催化剂现状进行介绍。

1.1金属纳米催化剂该类催化剂主要包括贵金属纳米催化剂，如Pt、Pd等贵金属的纳米粒子、过渡金属催化剂，如Ni、Cu、Fe等单组份纳米粒子、合金催化剂即两种以上金属原子组成以及金属簇纳米催化剂，如Pt族纳米金属簇。

贵金属中，Au具有化学惰性，因此，研究者对其催化性能的研究较少。

随着纳米技术的发展,Au 的性能得到了改善，使得Au可以作为活性组分负载在载体上形成催化活性较高的催化剂。

有研究表明,纳米金催化剂可以应用在催化氧化CO、水煤气转换、有机物燃烧等方面过渡金属纳米催化剂与传统催化剂相比,催化性能更优异并且选择性较好,Yabe等3利用纳米铁颗粒催化乙烘裂解制得碳纳米管阵列。

合金型纳米催化剂由于其较高的配位不饱和度以及比表面积而具有优异的催化活性。

Bock等4人将Pt和Ru负载在碳材料上用于甲醇的氧化反应，结果表明,该合金型的纳米催化剂具有很好的催化性能。

1.2金属氧化物纳米催化剂金氧化纳米催化剂应，过渡金氧化、主金氧化金合氧化纳米催化剂等。

介孔碳材料及负载金属催化剂表征摘要：介孔材料作为纳米材料的一个重要发展,已成为国际科技界普遍关注的新的研究热点.本文综述了以氧化铝、活性炭为载体负载镍基催化剂的研究方法。

1．前言近几年来，介孔材料作为一种新兴的材料在光化学、催化及分离等领域具有十分重要的应用，是当今研究的热点之一。

按照国际纯粹与应用化学协会(IUPAC)的定义，孔径在2-50nm范围的多孔材料称为介孔(中孔)材料。

按照化学组成，介孔材料可分为硅基和非硅基组成两大类，后者主要包括碳、过渡金属氧化物、磷酸盐和硫化物等，由于它们一般存在着可变价态，有可能为介孔材料开辟新的应用领域，展示出硅基介孔材料所不能及的应用前景[1]。

按照介孔是否有序，介孔材料可分为无定形(无序)介孔材料和有序介孔材料[2]。

前者如普通的SiO2气凝胶、微晶玻璃等，孔径范围较大，孔道形状不规则；后者是以表面活性剂形成的超分结构为模板，利用溶胶-凝胶工艺，通过有机物和无机物之间的界面定向导引作用组装成一类孔径约在1.5-30nm，孔径分布窄且有规则孔道结构的无机多孔材料，如M41S等。

介孔材料的特点在于其结构和性能介于无定形无机多孔材料(如无定形硅铝酸盐)和具有晶体结构的无机多孔材料(如沸石分子筛)之间,其主要特征[3]为：具有规则的孔道结构；孔径分布窄，且在1.5-10 nm之间可以调节；经过优化合成条件或后处理，可具有很好的热稳定性和一定的水热稳定性；颗粒具有规则外形，且可在微米尺度内保持高度的孔道有序性。

现阶段有多种方法可对介孔材料进行表征。

差热/热重(DTA/TG)分析可用于表征物质表面吸附、脱附机理及晶型转变温度，并可鉴别中间体。

X射线衍射分析(XRD)法是利用衍射的位置决定晶胞的形状和大小，以及晶格常数。

透射电镜(TEM)是在极高、极大倍数下直接观察样品的形貌、结构、粒径大小，并能进行纳米级的晶体表面及化学组成分析。

而气体吸附测试(Adsorption measurement)法则是通过向介孔材料中通人氮气等气体来测试其孔径[4]。

二氧化碳光催化还原材料的研究进展摘要【摘要】本文综述目前二氧化碳光催化还原制有用化学品催化材料的研究进展。

首先对光催化还原CO2的机理进行讨论;其次在此基础上对石墨烯复合材料、钨基复合材料、石墨碳氮基材【摘要】本文综述目前二氧化碳光催化还原制有用化学品催化材料的研究进展。

首先对光催化还原CO2的机理进行讨论;其次在此基础上对石墨烯复合材料、钨基复合材料、石墨碳氮基材料、过渡金属氢氧化物、金属有机骨架复合材料等在光催化还原CO2过程中的应用进行详细的阐述。

【关键词】光催化;二氧化碳;还原;光催化材料1 背景大气中CO2浓度的不断增加，导致全球气候变暖，灾害性天气逐年增加。

因此，如何减少二氧化碳的排放、控制和利用成为全球关注的焦点。

目前，二氧化碳减排的技术主要包括：(1)二氧化碳的捕获和储存：其主要方式包括地质储存、海洋储存和矿物储存，该方法是目前二氧化碳利用的技术之一[1] ;然而，在实际应用中存在CO2资源浪费、CO2泄漏、矿物加工成本昂贵等问题[1-3] 。

(2)CO2的化学转化和利用：作为重要的C1资源，CO2可用于尿素、甲醇、苏打和碳酸饮料等混合物的制备;CO2化学稳定性好，难以活化。

(3)生物固定CO2：通过光合作用转化成有机物和植物的贮藏[4] 。

综上所述现有CO2减排技术在应用过程中仍存较大挑战。

由于CO2中的碳表现出最高的氧化态，本身化学稳定性高，其标准吉布斯自由能ΔGθ =-394.39kJ&·mol-1[5] ，很难活化。

活化反应需克服动力学惯性和热力学能垒，通常需要采用高温[6] 、高压[7] 和使用催化剂[8，9] ，还包括协调激活[10, 11] 、路易斯酸-碱协同活化[12, 13] 、光电激活[14] 、生物酶催化活化[15] 和等离子体激活[16] 等方法。

在上述方法中，光催化活化可以利用太阳光激发半导体光催化剂，从而产生光生电子空穴对，并诱导CO2氧化还原反应合成有价值的烃类，如CH4、CH3OH、HCHO和HCOOH 等。