催化材料

近期，江苏大学量子与可持续性技术研究院团队首次报道选取 SnSe 二维材料作为压电 催化材料，得益于 SnSe 易形变特性（杨氏模量为24.3至27.7 GPa）、单层材料极高的压电系数（d11 = 250.58 pmV-1 ）和高理论迁移率（11000 cm2 V-1 s-1），实现了高效超声机械力驱动水分解产氢（效率高达948.4 µmolg-1 h-1），远超大多数已报道的其他压电催化材料产氢效率。

岛津公司作为综合性的仪器生产商，具有较为完整的产品链，可以为催化材料的结构表征以及催化性能测试提供综合的解决方案。XPS以光电效应为基础，致力于材料表面和界面的元素状态分析，可以给出元素成分的半定量信息并通过化学位移给出元素化学状态信息，采用多模式氩离子刻蚀技术可以对催化剂表面进行清洁处理，且可以提供沿深度的二维元素分布信息；扫描探针显微镜（SPM）可以查看纳米尺度上的催化剂样品形貌以及片层材料厚度，在碳纳米管、石墨烯等材料中应用广泛；电子探针显微分析仪（EPMA）以聚焦电子束为探针，可以提供纳米尺度上的催化剂形貌像和微米尺度上相关元素分布信息，和SEM-EDS相比，EPMA 具有更高的分辨率的元素信息，在催化材料的开发领域尤其是汽车尾气催化剂研究方面有着重要的作用；其他如ICP、XRF、EDX可用于催化剂材料组分的检测、色谱—质谱技术可用于催化反应原料及产物的检测、FTIR用于表面有机基团的检测、DSC可用于催化剂表面积碳行为等研究。此外，岛津公司可以根据您的分析需求提供定制化的系统气相产品，针对二氧化碳光、电、热催化还原系统，可实现H2、O2、N2、CH4、CO等气体以及水中甲酸、甲醛、甲醇、乙醇、丙酮等液体的分析；针对费托合成、合成气转化、甲烷转化等催化反应，可实现无人值守采样取样进样分析，高沸点样品的在线分析。

直接甲醇燃料电池(DMFC)以廉价的液体甲醇为燃料，不需要燃料重整设备，运行温度较低，燃料来源丰富，易携带和储存，是便携式电子设备、电动汽车的理想动力源。但其阳极催化剂采用贵金属Pt及PtRu合金，成本高，催化活性低，难以商业化。因此，降低贵金属Pt用量、提高Pt催化剂的活性和利用率，是重要的研究课题。本文采用微乳液法，以聚苯胺-石墨复合材料为载体，成功制备了具有纳米分散性的Pt/PANI-G、Pt-Ni-Zr/PANI-G阳极催化剂。(1)通过微乳液法成功合成了聚苯胺-石墨导电高分子催化剂载体，并应用FT-IR、TG、XRD、TEM、导电性和电化学性能测试表征了结构与性能。结果表明石墨含量为10wt%时载体具有较好的导电性能，石墨与聚苯胺之间存在键合作用，聚苯胺-石墨复合材料比聚苯胺具有更大的比表面积。(2)通过A to B和A+B两种微乳液法成功制备了Pt(20wt%)/PANI-G和Pt-Ni-Zr/PANI-G电催化剂，采用XRD、TEM、XPS等手段对催化剂进行表征。结果表明A+B微乳液法制得的催化剂具有更好的结构和性能。微乳液的ω、前驱体的浓度对催化剂粒径存在显著的影响，当ω=8.71、前驱体浓度为0.0192mol/L时制得的催化剂Pt粒径4.0nm，以0、+2和+4氧化态存在，电化学活性面积15.99 m2/g，对甲醇的电化学氧化峰电流为282.04μA㎝-2、氧化峰电位为0.603V。Pt-Ni-Zr/PANI-G催化剂中金属之间形成较好合金结构，催化剂金属以0、+2等多种氧化态形式存在，Pt粒径大小在3nm左右；Pt11Ni6Zr3/PANI-G催化剂中Pt具有较大的电化学活性面积和较高的热稳定性，对甲醇也有较高的电催化活性且随甲醇浓度和温度的升高而增强，常温时Pt11Ni6Zr3/PANI-G催化剂在1mol/L甲醇+0.5mol/L硫酸溶液中的氧化峰电流为440.94μA㎝-2、氧化峰电位0.539V。

在光催化研究领域，微孔和介孔等多孔固体材料相比于常规光催化材料颗粒具有优越的结构特点，是近年来非常热门的研究方向之一。

PEMFC催化剂在工艺生产中，主要经历石墨化载体制备、铂基催化剂制备、催化剂浆料制备和催化剂浆料涂覆四个步骤。活性炭作为铂炭催化剂的载体，其孔径大小与孔径数量影响着铂粒子的分布与催化剂的催化效率。在铂炭催化剂制备时，除了需要控制铂纳米颗粒粒径在3-5nm、粒径分布窄、在炭上分散均匀外，还需对铂炭催化剂整体粒径与粒径分布进行控制和分析。催化剂层由催化剂浆料经过涂覆工艺形成，催化剂浆料的均一性和分散性将直接影响催化剂层的均匀性。

本文使用岛津光反应评价系统Lightway PQY-01测试复合TiO2光催化材料降解罗丹明B的性能。采用365 nm LED光源进行照射，仪器自动定时测定不同时间的吸收光谱，并统计光催化过程的光子数，为掌握TiO2材料的光催化性能及机理研究提供数据支撑。

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本文详细描述了使用水浴恒温振荡器进行催化剂活性测试的实验过程，包括实验材料、设备、方法、准确数值以及实验结果分析。通过对催化剂活性的定量测定和动力学分析，评估了催化剂的性能，并讨论了影响催化剂活性的因素。

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光催化制氢是利用太阳能获取氢能的重要途径，是当前研究热点。长期以来，人们致力于各种新型可见光光催化制氢材料的研究并取得较大进展。光解催化分解水所产生的氢气的效率与体系中的氢气浓度成一定的相关性，本研究应用了unisense氢气微电极测试PEC电池中的铂阴极密闭空间产生的氢气的量计算PEC电池的制氢效率，unsisense微电极测试氢响应速度很快，实现了对于PEC电池光电催化分解水产氢的实时监测。

在化学反应里能改变反应物化学反应速率（提高或降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（固体催化剂也叫触媒）。催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，例如，合成氨生产采用铁催化剂，硫酸生产采用钒催化剂，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中，都采用不同的催化剂。我们选取一种固体硅铝催化剂进行实验，为了检测金属元素含量，我们通过微波消解的方法来对其进行前处理，有利于后续检测设备对多种痕量金属元素的检测。

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通过采用我公司的CFC仪器对茂金属催化剂聚合得到的聚烯烃材料微观结构的表征，可以判断聚合工艺条件是否达到最优化条件，从而生产出客户需要的产品，对指导催化剂研发和聚合工艺的优化提供依据。

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原子层沉积技术(ALD)，亦称原子层外延技术(ALE)，是一种基于有序、表面自饱和反应的化学气相薄膜沉积技术。由于ALD沉积的绝大多数金属和氧化物材料本身就是某些反应中的催化剂，因此ALD在催化领域的应用也很早就引起了人们的关注。此外，作为一种自下而上的新方法，ALD独有的三维共形性、高均匀性、原子级精准控制和低生长温度等特点，如同“3D”打印一般实现了高均一性催化剂的精细可控合成。

光催化研究是新材料和化学领域的前沿课题，在新能源（光解水制氢）和环境保护方面具有广阔的应用前景。实验结果表明，使用自旋捕获技术和电子顺磁共振技术能够提供了一种快速可靠的光催化反应机理研究方法，该方法能够实现原位光照固液光催化反应自由基的检测，研究发生在催化剂表面的微观物理和化学过程，并通过机理的研究来指导高效光催化剂的合成。

探索稳定地控制大气中CO2总量的方案和积极应对能源危机，是各国政府和科学家们的重大研究课题。在太阳光驱动下，利用光催化材料在温和的反应条件（常温和常压），实现催化转化二氧化碳为可再生碳氢燃料（CO2 + H2O→碳氢化合物 + O2），以碳氢燃料为能源载体，可以实现碳循环利用，因而是最理想的CO2转化与利用方案。

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光催化H2O还原CO2还原为CH4是实现“碳中和”的有效途径之一。该反应中由于质子与CO2的耦合同质子与质子间的耦合存在着剧烈的竞争，最终导致产物中CH4的选择性比较低。西南石油大学周莹教授课题组设计了氮掺杂碳包覆金属钴（N-C@Co）光催化剂，以提高光催化还原CO2制CH4的选择性。理论计算和实验表征分析表明在N-C@Co和H2O之间形成分子间氢键，有效抑制了生成的质子的迁移，促进了CO2分子的吸附和活化，并且有效抑制CO中间体的脱附（CO中间体通常被认为是生成CH4的关键物种）。这使得在光催化还原CO2的过程中质子可以选择性的与CO2耦合为CH4。最终，N-C@Co所对应的H2的选择性和活性相对于体相Co而言分别降低了17.6倍和9.3倍。而N-C@Co所对应的CH4的选择性和活性相对于体相Co而言分别提升了6.1倍和3.2倍。这项工作为设计出具有高CH4选择性的光催化材料提供了思路。其中X射线精细结构光谱（TableXAFS-500，安徽创谱仪器科技有限公司）对Co局域电子结构的判断是催化机理分析的重要依据。

直接固体进样石墨炉原子吸收光谱法是测定催化剂中 Pd 的很好的方法。该法的优势是避免了对惰性化学材料冗长的消解过程。本文中，根据样品中Pd 的含量，选用次灵敏线 300.3 nm进行试验，并选择原子化阶段的氩气流速为中速。通过增加平行测定次数 5 ～10次，或将固体样品充分碾磨混匀，可以提高方法的精度，改善 RSD%值。

能源的短缺和人类对能源的不合理运用，给人类自身的生存条件和自然环境造成了极大的破坏。燃料电池作为一种不经过燃烧直接以电化学方式将燃料的化学能转化为电能的发电装置，有望成为21世纪首选的洁净、高效的发电技术。直接甲醇燃料电池（DirectMethanol Fuel Cell）是燃料电池的一个重要的分支，以甲醇为燃料，具有无污染、能量转化率高、储存和运输方便等优点，有望在便携式电源、电动机车和野外电站等方面得到应用，但是目前阻碍DMFC发展的主要问题是甲醇氧化的电极材料活性不高且对甲醇吸附能力较好的铂的价格昂贵，本文的主要目的是制备出高催化活性且成本较低的甲醇电催化氧化的阳极催化剂。本论文采用了电化学方法，如循环伏安法，常规脉冲伏安法及X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线能量色散谱（EDS）表征等技术手段研究了铂基功能性系列阳极阵列催化剂的制备方法及对甲醇电催化氧化性能，并讨论了甲醇在催化剂上的催化氧化机理。所制备出来的普通铂基合金修饰玻碳电极、铂基多元纳米线阵列电极、铂基多元空心球和Nafion试剂修饰的玻碳电极对甲醇的电催化氧化性能有了很大的提高，且所用的电极材料（贵金属）相比普通铂电极成本明显降低，得到的实验结果对甲醇燃料电池的商业化有一定的指导意义。本论文综述了燃料电池的发展历史及其分类，重点介绍了直接甲醇燃料电池的工作原理及研究进展和应用前景，尤其是直接甲醇燃料电池的阳极催化剂研究进展以及对纳米电催化材料在甲醇燃料电池阳极催化剂中的应用前景进行了详细说明，由此得出本文的选题依据，主要研究内容和结论如下：

透射电子显微镜（TEM）非常适合用于纳米颗粒表征，因为使用TEM可以获得大量的纳米级高质量数据。Thermo Scientific™ 自动化颗粒工作流程（APW）是用于 Thermo Scientific TEM 仪器图像采集和实时数据分析的工作流程。APW 将我们独特的硬件和软件整合到一个用于纳米颗粒表征的优化解决方案中，其包含的软件和硬件组成了简化的自动化过程，可控制数据采集和处理。APW 提供全自动和无需人员值守的 TEM 和扫描透射电子显微镜（STEM）成像以及X 射线能量色散谱（EDS），为您提供有关催化纳米颗粒的微观结构和化学组成的统计学相关信息。使用APW 不需要 TEM 专业知识，即使是新手也能获取这些重要信息。APW 还可以实现快速样品周转，通过快速可靠地筛选新材料来降低单次测量成本并革新产品开发。催化推动行业发展，APW 则使您能够通过快速而简便的纳米颗粒分析，开发出更高效的催化剂。

kq-3颗粒强度测定仪适用于测定园球或园拄状及园片状的脆性颗粒物料的抗压碎强度。如颗粒肥料、颗粒饲料、催化剂等的强度测定。

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一、三元催化三元催化铂钯铑指的是一种包含铂（Platinum）、钯（Palladium）和铑（Rhodium）三种贵金属的催化剂。这种三元催化剂通常用于汽车尾气处理系统中，用于减少汽车尾气中的有害气体排放，如一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC）等。铂、钯和铑是三种具有良好催化性能的贵金属，它们在催化剂中的比例和结构设计可以有效地促进氧化还原反应，将有害气体转化为无害物质。铂和钯主要用于氧化反应，而铑则主要用于还原反应，三者相互配合形成协同效应，提高了催化剂的活性和稳定性。三元催化铂钯铑的设计和制备需要考虑贵金属的比例、载体材料、催化剂结构等因素。通过精心设计和优化，三元催化铂钯铑可以有效地降低汽车尾气中有害气体的排放，符合环保要求，保护环境和人类健康。这种催化剂在汽车尾气处理领域中得到广泛应用，并在提高汽车尾气净化效率方面发挥着重要作用。

本文采用岛津GC-2014气相色谱仪建立了分析光催化CO2还原产物的测定方法。该方法灵敏度高，TCD检测器分析H2，方法检出限为2.3ppm；FID检测器分析C2H4，方法检出限为0.01ppm；重复性RSD%3%。可离线取样分析亦可在线分析，被广泛使用到材料催化表征等系统中。

成功地制备了一种高效的助催化剂，即N-CDs/m-TiO2，并将其用于降解甲基溴。显著提高了光催化活性。