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膜催化反应器及其制氢技术的研究进展

闫云飞 , 张力 , 李丽仙 , 唐强

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.01233

燃料电池对其理想燃料氢气的纯度要求极高, 如何低成本、大规模制取高纯氢气已成为燃料电池技术实现工业化的一个关键问题和研究热点. 近年发展起来的兼具催化与分离双重功能的膜催化反应技术是实现制取高纯氢气的一个有效途径. 本文结合膜催化反应领域的最新进展, 综述了膜催化反应器的优点、组成、类型; 介绍了无机膜材料的优点、分类及制备技术; 详细综述了透氧膜催化反应器、透氢膜催化反应器及双膜催化反应器在制氢过程中的研究进展和应用, 指出了膜催化反应制氢技术在工业化发展过程中存在的问题及应用前景.

关键词: , reactor , catalytic , separation , hydrogen , review

纳米WC的合成及Pt/WC电催化性能的研究

胡驰 , 周大利 , 熊仁金 , 罗宇智 , 何宇

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2011.01152

以钨粉为钨源, 酚醛树脂(PF)为碳源, 采用溶胶?凝胶法合成纳米碳化钨(WC). 以甲醛(HCHO)为还原剂, 在含有纳米WC的氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)悬浮液中还原氯铂酸制备纳米WC负载纳米Pt的复合粒子, 再采用Nafion溶液制备质子交换膜燃料电池工作电极. 运用傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)等对前驱体及试样进行表征, 并在酸性介质中采用循环伏安法测试工作电极的电化学催化活性. 结果表明: 采用溶胶?凝胶工艺制备的WC沿(100)晶面择优取向, 其晶面间距为0.25nm, Pt主要沿(111)晶面择优取向, 其晶面间距为0.23nm. 10wt% Pt/WC在0.5mol/L H2SO4中的催化电流密度达到28.5mA/cm2, 并发现纳米WC与Pt之间存在协同催化作用. 

关键词: 溶胶-凝胶法 , nano-tungsten carbon , microstructure , catalyst

纳米介孔材料的催化应用前景

闫继娜 , 施剑林 , 陈航榕 , 张玲霞 , 李蕾

无机材料学报

介孔材料大的比表面积和规则的孔道结构使其具有很高的活性和极大的吸附容量,大的孔径使其在催化裂化、精细化工等大分子加工领域具有潜在的应用价值。文中介绍了近年来介孔材料在催化领域的应用情况,同时对今后的发展方向和应用前景进行预测和展望。

关键词: 介孔材料 , catalysis

层间模板剂导向合成新型多孔蒙脱石材料的研究

周春晖 , 李庆伟 , 葛忠华 , 倪哲明 , 李小年

无机材料学报

采用提纯后天然蒙脱石为原料,经十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基三甲基氯化铵改性后,分别以C8~C14中性伯胺为结构导向剂,蒙脱石/胺/正硅酸乙酯摩尔比为1:20:150,搅拌反应时间为8h,经分离、干燥、焙烧,成功制备出新型多孔氧化硅/蒙脱石复合材料.用XRD、TG、FT-IR、N_2等温吸附-脱附和酸催化烷基化探针反应等表征了其结构和性能.结果表明,合成材料具有高比表面积、大层间通道、孔径分布较窄且依据模板导向剂分子尺寸可调,其酸催化活性和选择性较普通的酸活化蒙脱石有较大的提高.

关键词: 蒙脱石 , porous materials , pillaring , catalysis

基于短孔道Zr-Ce-SBA-15固定胃蛋白酶的活性生物催化剂

王放 , 李健生 , 冉冬琴 , 段梦姗 , 孙秀云 , 王连军

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00185

在不外加无机酸的条件下, 通过水热合成法制备了短孔道六方板状有序介孔材料Zr-Ce-SBA-15 (ZCS). 以ZCS和传统SBA-15为载体对胃蛋白酶进行固定, 并利用N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(AAPTS)对酶固定化材料进行功能化, 以缩小开口孔径从而减少酶泄漏. 采用小角X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、氮气吸附和红外光谱对样品进行结构表征. 结果表明, 胃蛋白酶成功固定到介孔孔道中, AAPTS嫁接到材料中且没有破坏介孔结构. 固定化实验表明相比于SBA-15, ZCS对胃蛋白酶具有较快的吸附速度和较强的固定化能力(最大负载量为257.9 mg/g), 短孔道材料能有效地促进分子的扩散传递. 催化活性测定以牛血红蛋白为探针物, 与游离酶相比, 固定酶对牛血红蛋白保持着稳定的活性.

关键词: 短孔道 , mesoporous materials , porcine pepsin , enzyme immobilization , catalysis

介孔氧化硅材料的研究进展

王连洲 , 施剑林 , 禹剑 , 严东生

无机材料学报

介孔氧化硅材料自1992年首次会成以来,已经成为众多研究领域的一个研究热点.本文综述了介孔氧化硅的合成及分类、合成机理、影响孔径尺寸的因素及研究应用进展状况.介孔氧化硅材料可能在催化及纳米材料等领域具有广泛的应用前景.

关键词: 介孔氧化硅 , synthesis , catalysis , nano-technology

铁矿石烧结中碱性熔剂对燃料燃烧的影响

张俊,郭兴敏,黄学军

钢铁研究学报

通过热重法和红外气相分析,考察了铁矿石烧结中碱性熔剂对煤粉燃烧速率和产物的影响,研究了熔剂对煤粉燃烧的催化机理,并定量分析了催化效果。试验结果表明:熔剂以氧化物的形态存在时,对煤粉的燃烧具有催化作用,但以碳酸盐的形态存在时不具有催化性。碳与空气的燃烧反应中,熔剂在低温下通过降低CO2分子的稳定性促进碳溶损反应的发生,高温下通过降低C-C键强度促进碳氧界面反应和碳溶损反应的发生。最后得到熔剂对碳燃烧的催化因子f=0.42。

关键词: 燃料燃烧 , iron ore sintering , flux , catalysis

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