张新波
,
李小年
,
霍超
,
岑亚青
,
祝一锋
,
刘化章
催化学报
利用等体积浸渍法制备了氧化铝负载钌基氨合成催化剂. 考察了氢氧化铝的焙烧温度,催化剂的还原温度,助剂K、Ba和Sm的添加,以及用MgO和BaO改性氧化铝载体等对催化剂活性的影响. 通过XRD,N2物理吸附和CO2化学吸附等方法表征了载体的物相结构、比表面积和表面碱性. 研究结果表明,氧化铝表面碱性随着氢氧化铝焙烧温度的升高而增大是催化剂活性升高的主要原因,载体比表面积的降低对催化剂活性的影响相对较小. 助剂K、Ba和Sm的加入显著地提高了催化剂的活性,同时助剂Ba和Sm还减弱了强吸附氢对氮吸附的抑制作用,明显提高了催化剂的高压活性. 用MgO改性氧化铝载体降低了其比表面积,但是显著地提高了载体的表面碱性和催化剂的活性. BaO改性的氧化铝载体的比表面积、表面碱性及其负载的钌基催化剂的活性随着BaO含量的增加先升高后降低,当BaO摩尔含量为7.7%时,催化剂活性最高.
关键词:
钌
,
氧化铝
,
负载型催化剂
,
氨合成
,
表面碱性
张新波
,
许莉勇
,
袁俊峰
,
张雅娟
,
卢春山
,
李小年
催化学报
采用硝酸铝和硝酸钴的乙醇溶液与钼酸铵的碳酸铵水溶液共沉淀制备了Al2O3负载Co-Mo双金属氧化物前驱体,结合氨程序升温还原法制得了氮化物催化剂Co-Mo-N/Al2O3.利用X射线衍射和N2物理吸附方法表征了制备的前驱体和钝化态Co-Mo-N/Al2O3催化剂的晶相和孔结构,用程序升温脱附、程序升温表面反应及扫描电子显微镜考察了共沉淀法和浸渍法制备的催化剂的晶格稳定性,活性中心和表面形貌,用氨分解反应表征了Co-Mo-N/Al2O3催化剂的活性.结果表明,焙烧温度对催化剂比表面积有较大影响,低温焙烧的样品中活性组分散性较好,673K焙烧制得催化剂的氨分解活性最高.与浸渍法制备的Co-Mo-N/Al2O3催化剂相比,共沉淀法制备的催化剂具有更高的晶格稳定性、更均匀的活性组分分布和更高的氨分解活性.
关键词:
钻
,
钼
,
氧化铝
,
氨分解
,
共沉淀法
,
浸渍法
张静温
,
张蕾蕾
,
吴超勇
,
张新波
,
王立民
应用化学
doi:10.3724/SP.J.1095.2010.00185
以Fe(NO3)3·9H2O、LiNO3、NH4H2PO4和蔗糖为原料,在超临界CO2流体中反应合成,进而经二次焙烧制得LiFePO4/C.结果表明,在超临界CO2流体中经50 ℃反应24 h,在350和600 ℃焙烧后制得粒径分布在0.5～1.0μm的纯LiFePO4/C,该材料作为锂离子电池正极的放电比容量达156.6 mA·h/g,经50次循环后容量几乎没有衰减.
关键词:
磷酸亚铁锂
,
超临界CO2
,
锂电池
,
正极材料
李娜
,
徐丹
,
鲍迪
,
马金玲
,
张新波
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61089-0
随着全球环保意识的加强,开发具有环保可持续且高能量密度的能源逐渐成为人们关注的焦点.近年来,金属-空气电池凭借其高的能量密度作为能源存储器件已经引起了人们的广泛关注.最重要的是,此类电池的反应物为空气中的氧气,并不需要辅助设备对其储存,使得无论在质量和体积方面均优于其他二次电池.尤其锂空气电池凭借其高的理论比容量11140 Wh/kg,比现有锂离子电池高出1–2个数量级,且有质量轻便等优势,成为近几年的研究热点.然而,考虑到金属锂资源的短缺和金属钠与其具有相似的物理化学性质,因此呼吁用金属钠取代金属锂,钠-空气电池作为未来的储能器件引起了广大研究者的兴趣.但是,钠空气电池目前的实际应用仍存在很多问题：充放电过程中产生过高的过电位,循环寿命低,电解液不稳定,粘结剂的不稳定性,空气正极的结构以及外界操作环境条件等.解决这些问题的一种重要途径就是寻找合适的催化剂和设计合理的电极结构.催化剂的加入既可以增强其氧还原(ORR)及氧析出(OER)活性又可以通过调控电极的结构,为氧气、电子和离子的运输提供更多的通道,从而加速 ORR和 OER进程.基于粘结剂的不稳定性,需设计一体化的正极材料.由于碳纤维布作为柔性集流体具有高的机械强度和电化学稳定性好的优点,因此本文使用水热处理和热处理两步法在碳纤维布上原位生长 Co3O4纳米线(Co3O4 NWs),制备柔性、无粘结剂的一体化正极材料(COCT)用于钠空气电池.本实验以硝酸钴为主盐,尿素为矿化剂,氟化铵为络合剂,通过120°C热处理5 h在碳纤维布上生长 Co3O4 NWs的前驱体,然后经过400°C热处理2 h得到一体化柔性电极材料并用于钠空气电池,该材料表现出优异的电化学性能：充放电过程产生较低的过电位；高的放电比容量4687 mAh/g,碳纤维布作为正极放电容量是1113.7 mAh/g；能稳定循环62圈(碳纤维布作为正极循环16圈).这些优异的性能可归功于 Co3O4 NWs高的催化性能和多孔性效应：(1)由于 Co3O4 NWs紧密地附着在碳纤维布表面,形成了快速的电子传导通道,因而具有优异的电子传导性；(2) Co3O4 NWs之间的空隙以及多孔结构增加了反应的活性面积和活性位点,这种结构有利于氧气和离子的运输以及电解液的扩散,从而加速 ORR和 OER进程；(3) COCT电极结构能为放电产物和反应物提供更多的存储位置,从而提高了放电容量和倍率性能.结果证实,钠空气电池的放电产物是过氧化钠和超氧化钠的混合物.加入催化剂后,放电产物的形貌发生了变化：当碳纤维布作为正极材料时,放电产物的形貌是片状的； COCT电极作为正极材料时,放电产物沿着 Co3O4 NWs生长.这种柔性一体化正极材料的应用,为柔性钠空气电池器件的发展起到了巨大的推动作用.
关键词:
柔性
,
无粘结剂
,
四氧化三钴纳米线
,
多孔性
,
催化性能
