负载型纳米Pt基催化剂低温协同催化甲醇重整制氢
发布时间：2021-11-09 22:20
氢气（H2）具有环境友好和高能量密度的特点,被公认为最有希望的替代能源之一。随着分布式氢燃料电池的发展,对甲醇（CH3OH）的水相重整制氢效率要求逐渐提高。由于CH3OH理论氢含量高达18.8,价格低廉并且其水溶液可以催化重整制氢,因此成为大规模生产H2的研究热点。然而,由于CH3OH的热力学稳定性,将其转化为H2需要较高的温度（200-350℃）和较高的压力（2.5-5.0 MPa）,因此达到实际应用的要求还有一定难度。为了实现低温和常压下催化甲醇重整制氢,通过将Pt金属纳米粒子负载在合适的载体上,增加Pt的分散度,并通过调节其电子结构以加速Pt基催化剂活化甲醇脱氢效率。高度分散的Pt颗粒与金属氧化物载体本身的结合使得负载型Pt催化剂能够表现出比单独的Pt金属纳米粒子更加高效的甲醇分解能力。进一步地,还可以通过表面工程对催化剂进行双金属处理,以获得带有核壳结构的合金体系。由于相邻金属之间的独特相互作用,合金的形成可以在改变金属的电子密度（配体效应）的同时,减少多重吸附位点的数量（整体效应）。这些变化能够影响底物在催化剂表面的吸附性能,从而让双金属催化剂显现出独特的催化活性和选择性。然...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?（ａ）?Ｐｔ７Ａｌ２０３?（插图：单个Ｐｔ颗粒的ＨＲ－ＴＥＭ图像）和（ｂ）?ＰｔＳｎ／Ａ丨２０３?（插图：ＰｔＳｎ合金颗??粒的ＨＲ－ＴＥＭ图像）的ＴＥＭ图象
浙江理工大学硕士学位论文?负载型纳米Ｐｔ基催化剂低温协同催化甲醇重整制氢??（ａ）?２〇〇１???５?Ｊ??ｉ?Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｈ??各?１６〇?—０—Ｄｅｓｏｒｐｔｊｏｎ?尤：??｜?１２０－??Ｉ?－??｜?４０－??０－?■??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｒｅｌａｔｉｖｅ?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?／（Ｐ／Ｐ〇）??（ｂ）????二?５００－??３?Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ??＼?４〇ｎ－?－＾－Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｆｔ??＾?／／??Ｉ?３００：?／／??｜?２００－?／／??Ｂ－?ｉ〇〇－??Ｉ?产?—＾??＜?０－?＾??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｒｅｌａｔｉｖｅ?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ／（Ｐ／Ｐ０）??图２．４?（ａ）?Ｐｔ／Ａｌ２０３和（ｂ）?ＰｔＳｎ／Ａｌ２０３催化剂的Ｎ２吸附和解吸等温线。??为了研究具有和不具有Ｓｎ修饰的Ｐｔ的表面电子结构演变，通过ＸＰＳ对ＰｔＳｎ／ＡｈＯ；和??Ｐｔ／Ａｂ〇３催化剂的Ｐｔ价态进行了表征。图２．５分别是Ｐｔ／Ａｈ〇３和ＰｔＳｎ／ＡｈＣｈ纳米片的Ｐｔ?４ｄ??的ＸＰＳ谱图。Ｐｔ／Ａｌ２〇３的Ｐｔ?４ｄ光谱清楚地揭示了?ＰｔＱ和Ｐｔ４＋物种的共存，其中Ｐｔ?４ｄ５／２在??３０６．６和３１４．９?ｅＶ分别归因于ＰｔＱ和Ｐｔ４＋，表明在Ｈ２锻烧过程中对丨ｈＰｔＣｋ，中的Ｐｔ４＋物种的??还原是不完全的，从而导致Ｐｔ／ＡｈＣｈ中含有部分未还原的Ｐｔ４＋物种１＾。重要的是，与Ｐｔ／Ａｈ〇３??样品相比，观察到将Ｓｎ的掺入使得催化剂中Ｐｔ２＋物种的比例提高，这可能是由于Ｐｔ与Ｓｎ??１７??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]不同形貌氧化铝制备的研究进展[J]. 苑志伟,蒋绍洋. 当代石油石化. 2015(09)
[2]CoPt纳米空心球甲醇电催化氧化和原位电化学傅里叶变换红外光谱研究[J]. 周新文,甘亚利,孙世刚. 物理化学学报. 2012(09)
[3]甲醇水蒸气催化重整制氢技术研究进展[J]. 闫月君,刘启斌,隋军,金红光. 化工进展. 2012(07)
[4]金属氧化物纳米催化的形貌效应[J]. 李勇,申文杰. 中国科学:化学. 2012(04)
[5]太阳能光催化制氢研究进展[J]. 温福宇,杨金辉,宗旭,马艺,徐倩,马保军,李灿. 化学进展. 2009(11)
[6]焦炉煤气制甲醇的工艺技术研究[J]. 吴创明. 煤气与热力. 2008(01)
[7]核壳结构纳米颗粒的研究进展[J]. 李志会,杨修春,杜天伦. 材料导报. 2007(S1)
[8]风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势[J]. 张伯泉,杨宜民. 中国电力. 2006(06)
[9]中国生物质能源与生物质利用现状与展望[J]. 孙永明,袁振宏,孙振钧. 可再生能源. 2006(02)
[10]空心核壳结构纳米粒子的制备研究进展及应用[J]. 梁旭东,李晓晔,王文一. 中国粉体工业. 2006(01)
本文编号：3486000
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?（ａ）?Ｐｔ７Ａｌ２０３?（插图：单个Ｐｔ颗粒的ＨＲ－ＴＥＭ图像）和（ｂ）?ＰｔＳｎ／Ａ丨２０３?（插图：ＰｔＳｎ合金颗??粒的ＨＲ－ＴＥＭ图像）的ＴＥＭ图象
浙江理工大学硕士学位论文?负载型纳米Ｐｔ基催化剂低温协同催化甲醇重整制氢??（ａ）?２〇〇１???５?Ｊ??ｉ?Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｈ??各?１６〇?—０—Ｄｅｓｏｒｐｔｊｏｎ?尤：??｜?１２０－??Ｉ?－??｜?４０－??０－?■??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｒｅｌａｔｉｖｅ?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?／（Ｐ／Ｐ〇）??（ｂ）????二?５００－??３?Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ??＼?４〇ｎ－?－＾－Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｆｔ??＾?／／??Ｉ?３００：?／／??｜?２００－?／／??Ｂ－?ｉ〇〇－??Ｉ?产?—＾??＜?０－?＾??０．０?０．２?０．４?０．６?０．８?１．０??Ｒｅｌａｔｉｖｅ?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ／（Ｐ／Ｐ０）??图２．４?（ａ）?Ｐｔ／Ａｌ２０３和（ｂ）?ＰｔＳｎ／Ａｌ２０３催化剂的Ｎ２吸附和解吸等温线。??为了研究具有和不具有Ｓｎ修饰的Ｐｔ的表面电子结构演变，通过ＸＰＳ对ＰｔＳｎ／ＡｈＯ；和??Ｐｔ／Ａｂ〇３催化剂的Ｐｔ价态进行了表征。图２．５分别是Ｐｔ／Ａｈ〇３和ＰｔＳｎ／ＡｈＣｈ纳米片的Ｐｔ?４ｄ??的ＸＰＳ谱图。Ｐｔ／Ａｌ２〇３的Ｐｔ?４ｄ光谱清楚地揭示了?ＰｔＱ和Ｐｔ４＋物种的共存，其中Ｐｔ?４ｄ５／２在??３０６．６和３１４．９?ｅＶ分别归因于ＰｔＱ和Ｐｔ４＋，表明在Ｈ２锻烧过程中对丨ｈＰｔＣｋ，中的Ｐｔ４＋物种的??还原是不完全的，从而导致Ｐｔ／ＡｈＣｈ中含有部分未还原的Ｐｔ４＋物种１＾。重要的是，与Ｐｔ／Ａｈ〇３??样品相比，观察到将Ｓｎ的掺入使得催化剂中Ｐｔ２＋物种的比例提高，这可能是由于Ｐｔ与Ｓｎ??１７??
＾?３３４?１?．?３３０?８?Ｊ???Ｊ??￡?■—?／?ｐｔ°?ｉｉ??芒?Ｐｔ２?Ｐｔ。?Ｐ?广，ｅ??—?「１?▲?３０７．３?Ｉ?：??（ｆ）?ｐｔ°?３１８?１?＾?上??ｉ?３３９?１??￣￣ｉ?ｉ?ｉ?＇?ｉ?１?ｉ?１?￣￣?ｉ?１?ｉ??３５０?３４０?３３０?３２０?３１０?３００??Ｂｉｎｄｉｎｇ?ｅｎｅｒｇｙ?／ｅＶ??图?２．５?Ｐｔ／Ａｌ２０３?和?ＰｔＳｎ／Ａｈ〇３?催化剂?Ｐｔ?４ｄ?的?ＸＰＳ?谱图。??图２．６显示了?Ｐｔ－Ｓｎ〇２／Ａｌ２〇３和ＰｔＳｎ／Ａｈ〇３中的Ｓｎ?３ｄ的ＸＰＳ谱图。对于图Ｉｄ中合成??的ＰｔＳｎ纳米粒子，观察到Ｓｎ２＋和ＳｎＱ两种物种。在ＰｔＳｎ／Ａｈ〇３的Ｓｎ３ｄ的ＸＰＳ谱图中，将??结合能为４８６．８／４９５．２ｅＶ的一个物种分配给ＳｎＱ，结合能为４８７．９／４９６．２?ｅＶ分配给另一个Ｓｎ??物种Ｓｎ２＋。对于ＰｔＳｎ／Ａｈ〇３，观察到少量的Ｓｎ２＋物种，可能是由于在丨七／Ａｒ气氛煅烧后，??样品暴露在空气下，然后保存在样品瓶中导致催化剂表面被部分氧化。图２．６显示了通过??空气锻烧ＰｔＳｎ／Ａｌ２〇３获得的Ｐｔ－Ｓｎ０２的ＸＰＳ光谱，仅观察到Ｓｎ４＋物种。ＢＥｓ表明，更多的??表面Ｐｔ原子通过煅烧被氧化，而ＸＰＳ表明杂合的纳米结构在Ｐｔ表面具有ＳｎＣｈ分布１｜０８??＿。与Ｐｔ－Ｓｎ０２／Ａｈ０３相比，在ＰｔＳｎ／Ａｈ〇３的结合能较低的情况下观察到两个信号，表明Ｐｔ??和Ｓｎ相互作用，金属锡是催化剂合成过程中的电子供体，电子转移到Ｐｔ。??１８??
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同形貌氧化铝制备的研究进展[J]. 苑志伟,蒋绍洋. 当代石油石化. 2015(09)
[2]CoPt纳米空心球甲醇电催化氧化和原位电化学傅里叶变换红外光谱研究[J]. 周新文,甘亚利,孙世刚. 物理化学学报. 2012(09)
[3]甲醇水蒸气催化重整制氢技术研究进展[J]. 闫月君,刘启斌,隋军,金红光. 化工进展. 2012(07)
[4]金属氧化物纳米催化的形貌效应[J]. 李勇,申文杰. 中国科学:化学. 2012(04)
[5]太阳能光催化制氢研究进展[J]. 温福宇,杨金辉,宗旭,马艺,徐倩,马保军,李灿. 化学进展. 2009(11)
[6]焦炉煤气制甲醇的工艺技术研究[J]. 吴创明. 煤气与热力. 2008(01)
[7]核壳结构纳米颗粒的研究进展[J]. 李志会,杨修春,杜天伦. 材料导报. 2007(S1)
[8]风力和太阳能光伏发电现状及发展趋势[J]. 张伯泉,杨宜民. 中国电力. 2006(06)
[9]中国生物质能源与生物质利用现状与展望[J]. 孙永明,袁振宏,孙振钧. 可再生能源. 2006(02)
[10]空心核壳结构纳米粒子的制备研究进展及应用[J]. 梁旭东,李晓晔,王文一. 中国粉体工业. 2006(01)
本文编号：3486000
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