介孔碳材料载体钯催化剂用于燃料电池
钯碳催化剂的主要用途
钯碳催化剂的主要用途1. 引言钯碳催化剂是一种常用的催化剂，由负载了钯(Pd)金属颗粒的活性炭组成。
它在多个领域有着广泛的应用，包括有机合成、环境保护、能源转换等。
本文将对钯碳催化剂的主要用途进行详细介绍。
2. 有机合成中的应用钯碳催化剂在有机合成中扮演着重要的角色。
它在各种反应中可用作催化剂和催化载体，有效促进反应的进行。
下面将介绍几个有机合成中常见的应用。
2.1 氢化反应钯碳催化剂在氢化反应中被广泛使用。
氢化是一种将不饱和化合物还原为饱和化合物的重要反应。
钯碳催化剂作为催化剂，能够有效催化氢气与不饱和化合物的反应，使其发生氢化反应，得到目标化合物。
这种反应广泛用于有机合成中，尤其是药物合成中。
2.2 歧化反应另一个重要的应用是钯碳催化剂在歧化反应中的应用。
歧化反应是将一个分子转化为两个或多个不同的产物的反应。
钯碳催化剂可以在歧化反应中作为催化剂，促进反应的进行。
这种反应广泛用于制备复杂化合物以及天然产物的合成中。
2.3 跨偶联反应跨偶联反应是一种将两个不同的有机分子通过形成化学键连接起来的反应。
钯碳催化剂在跨偶联反应中被广泛使用。
它能够催化芳香化合物和有机卤化物之间的偶联反应，产生非常有用的芳香化合物。
这种反应在药物合成和化学材料领域有着重要的应用。
3. 环境保护中的应用钯碳催化剂在环境保护领域中也有着重要的应用。
下面将介绍几个典型的环境保护中的应用。
3.1 废水处理钯碳催化剂可以催化废水中的有机物氧化降解。
它能够将有机废水中的有害物质转化为无害物质，从而达到净化废水的目的。
这种方法具有高效、环保、经济的特点，被广泛应用于工业废水处理中。
3.2 大气污染治理钯碳催化剂也可以被用于大气污染治理中。
例如，它可以催化一氧化碳(CO)的氧化反应，将有害的一氧化碳转化为二氧化碳(CO2)。
这种方法可以用于净化汽车尾气和工业废气，降低环境中有害气体的浓度。
4. 能源转换中的应用钯碳催化剂在能源转换中也有着重要的应用。
负载四氧化三钴纳米粒子的介孔碳基氧还原反应催化剂的电化学性能分析
负载四氧化三钴纳米粒子的介孔碳基氧还原反应催化剂的电化学性能分析燃料电池（Fuel cells，FC）是一种能够通过电化学反应，将燃料和氧化剂中的化学能高效、无污染地转化为电能的新能源转换装置，被视为未来能源体系中不可或缺的组成部分。
但是，燃料电池中最重要的阴极氧还原反应（Oxygen reduction reaction，ORR）动力学速率缓慢，因此，需要通过使用高效催化剂降低其反应过电势，加速反应。
目前，燃料电池主要使用贵金属铂（Pt）基材料作为阴极氧还原反应催化剂[3～5]，但由于Pt自身的稀缺性和昂贵的价格，很大程度上限制了其在商用燃料电池中的广泛应用。
此外，燃料电池中少量的CO 气体和甲醇均易使Pt基催化剂“中毒”。
因此，开发原料来源丰富、催化性能和稳定性优异的非贵金属催化剂是解决燃料电池成本和寿命瓶颈的关键。
近年来，钴（Co）凭借其独特的电子结构及丰富的储量等优点，在电催化氧还原领域备受关注。
已报道的钴基催化剂中钴-氮位、钴纳米颗粒、钴氧化物、碳化钴或硫化钴等活性物种的存在[9～11]，使其呈现出良好的催化活性与优异的稳定性，有望取代商业Pt/C，获得实际应用潜质的非贵金属基ORR催化剂之一[12～14]，然而，其在制备过程中出现的自身团聚现象，会导致催化活性位点的损失。
因此，为了制备高活性和稳定性的钴基催化剂，找到合适的基底材料，使活性位点均匀分布，是一个适宜的解决方案。
多孔材料中存在或封闭或交联贯通的网络状孔道结构，可用于固定活性颗粒，并限制其长大。
作为多孔材料体系重要分支的介孔碳材料，具有较高的比表面积和独特的物理化学性质，在催化领域受到了研究者的广泛关注[15，16]。
一方面，介孔碳材料具有优异的导电性和独特的孔道结构，在作为钴基ORR催化剂载体时，能够分散锚定催化剂中各活性物种，从而有效促进电荷转移，有利于电催化活性提高;另一方面，介孔碳材料具有丰富的孔道结构和较高的有效比表面积，能够为参与反应的物质提供便利的迁移通道，从而加快物质传输，提高催化性能。
介孔碳材料的功能化制备及其对溶菌酶的吸附性能
吸附性能刘尧，王磊，刘长姣（吉林工商学院，吉林长春 130507）摘 要：介孔碳材料是新一代的介孔材料，其对蛋白质的吸附行为受到了医学、生物、食品科学等领域的广泛关注。
基于此，综述介孔碳材料功能化制备方法及其对溶菌酶的吸附性能的研究进展。
关键词：介孔材料；溶菌酶；功能化；制备方法中图分类号：TQ127.1 文献标志码：APreparation of Functionalized Mesoporous Carbon Materials and Their Application in Adsorption of LysozymeLiu Yao, Wang Lei, Liu Chang-jiao(JiLin Business and Technology College, Jilin Changchun 130507)Abstract: Mesoporous carbon materials are a new generation of mesoporous materials, whose adsorption behavior to protein has been widely concerned in the fields of medicine, biology and food science. Based on this, the progress in the preparation of functionalized mesoporous carbon materials and their adsorption properties to lysozyme was reviewed.Key words: Mesoporous carbon materials; Functionalized; Lysozyme; Synthesis介孔碳材料具有成本低、比表面积高、耐高温、密度低、耐腐蚀、可导电传热、化学稳定性高和生物相容性好等一系列优点。
燃料电池催化层结构
燃料电池催化层结构燃料电池是一种在实际应用中有着广泛用途的设备，其工作原理基于化学反应来产生电能的原理，而燃料电池催化层则是燃料电池中的一个极其重要的组成部分。
本文主要将围绕燃料电池催化层的结构进行讨论和介绍。
第一步：燃料电池催化层的作用和意义。
燃料电池催化层是指电极表面用来提高电化学反应速率的导电材料层，其主要作用是将燃料或氧气分子分解成离子，以便在电解质中产生电流。
因此可以说，燃料电池催化层在保证燃料电池正常工作中有着非常重要的意义。
第二步：燃料电池催化层的主要组成材料。
燃料电池催化层的主要组成材料有铂，镍，钯，银等。
其中，铂是最为常用的催化层组成材料之一。
因为铂具有良好的电化学性能、较高的有效催化表面和很好的稳定性，能够提高燃料电池的性能。
但同时，铂材料的成本过高也是燃料电池普及所面临的难题之一。
第三步：燃料电池催化层的结构组成。
燃料电池催化层的结构组成可以分为两层，分别是气体扩散层和催化层。
其中，气体扩散层是用来分散所需气体、液体和固体的媒介层；催化层是指电极表面用来提高电化学反应速率的导电材料层，其被铂等材料所占据。
同时，铂催化层上还应有导电剂、聚合物电解质和其他添加剂，使其更好的符合燃料电池的性能规格。
第四步：燃料电池催化层的未来发展方向。
随着能源环境及技术的不断变化，燃料电池催化层也在不断地经历着变化。
未来，燃料电池催化层的照合科技可能采取非贵金属材料的新技术。
如钨，钛，钒，铁等空贵金属元素的合金等。
这将会大大降低成本，并且降低稀有金属的使用量，而更好的发挥催化层的功能。
总之，燃料电池催化层是燃料电池的一个非常重要的组成部分。
随着新材料和新技术的出现，燃料电池催化层的性能和成本问题将会逐步得到解决，从而推进燃料电池的更为广泛的应用。
介孔碳 燃料电池催化剂
介孔碳燃料电池催化剂
介孔碳是一种有序介孔材料，具有良好的孔隙率、大比表面积、良好的电子导电性和水热稳定性等特点，可以作为燃料电池的电催化剂载体和多孔气体扩散电极的骨架。
当介孔碳负载金属纳米粒子后，可以制备高效的催化反应电极，应用于能量转换与转化器件。
介孔碳作为催化剂载体可以增大催化金属的分散性，提高催化金属与电解质的接触面积，从而增大气体电解液金属粒子的3相界面，提高反应活性。
介孔碳还为气液相传质提供了有利的通道，并与疏水性的扩散层一起控制着催化层的排水性能，具有良好的电子传导和优异的抗腐蚀性能。
因此，介孔碳在燃料电池催化剂领域具有一定的应用前景，有望为燃料电池的发展提供新的思路和方法。
不过，介孔碳的制备和应用仍需要进一步研究和探索，以实现其在燃料电池催化剂领域中的广泛应用。
氢化物燃料电池中钯催化剂的研究
氢化物燃料电池中钯催化剂的研究氢化物燃料电池（fuel cell）是一种利用氢气和氧气直接产生电能的装置。
它具有高效、环保、节能的优点，适用于平原、山区、海洋、太空等各种环境。
在氢经济和新能源时代背景下，燃料电池的应用前景广阔。
而作为氢化物燃料电池中催化剂的钯（palladium）也逐渐受到关注。
一、钯催化剂的作用在氢化物燃料电池中，氢气经过阴极（代表方程式：2H2+O2+4e-→2H2O），氧气经过阳极（代表方程式：O2+4H++4e-→2H2O），产生电流。
催化剂是电催化反应的关键因素，它能降低反应活化能和提高反应速率，使电子和离子在电极表面之间快速传递。
而钯是一种优秀的催化剂，具有高效、稳定、廉价的特点。
钯催化剂主要作用于氢化物燃料电池的阴极反应，将氢的电子（H+）和氧的电子（O2-）转化为水。
它的反应机理如下：先将氢气（H2）分解为两个质子（2H+)和两个电子（2e-)，再将氧气分解为两个氧离子（O2-)，两个电子进入电极，和氢的电子结合成水。
而钯催化剂就是促使这个反应在电极上顺利进行的催化剂。
二、钯催化剂的制备方法钯催化剂的制备方法比较多，常用的有化学还原法、微波辅助还原法、溶胶凝胶法等。
其中，化学还原法是目前应用最广泛的方法。
化学还原法的基本步骤是：将钯前驱体（如PdCl2）与还原剂（如NaBH4）加入到其它添加剂（如表面活性剂、保护剂等）的溶液中，在较低的温度下搅拌，加热反应，使钯前驱体还原成纳米级的钯催化剂。
这个过程中，添加剂能有效控制催化剂的粒径和形态，提高催化剂的稳定性和活性。
此外，还可以采用超声波、高温煅烧等技术对催化剂进行后处理，优化催化剂的表面形貌和晶体结构。
三、钯催化剂的性质和应用钯催化剂的性质与结构缺少深入的认识，常出现失活、毒化等问题。
因此，研究钯催化剂的结构-性能关系，提高其稳定性和活性，是当前的研究热点和难点之一。
从表面性质看，钯催化剂具有较高的电化学活性和比表面积，能够促进催化反应的进行；从结构性质看，钯催化剂的尺寸、形态、晶体结构等与催化性能密切相关，可以通过调控前驱体、添加剂、反应条件等手段来调控。
介孔碳负载钯催化剂的制备及其对Sonogashira偶联反应的催化性能研究
中 图分 类 号 ： ０ ６ ４ ３ ． ３ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： ２ ０ ９ ５ —２ ５ ６ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ —０ ０ １ ６ —０ ３
Ｓ ｏ ｎ ｏ ｇ ａ ｓ ｈ ｉ ｒ ａ 反 应是指 端 基 炔 烃 与 ｓ ｐ ２型 碳 卤化 物 由 Ｐ ｄ ／ Ｃ ｕ混 合 催 化 剂 催 化 的 交 叉 偶 联 反 应 。 自从
第２ ３卷
第 ４ 期
广 东石油 化 工学 院学 报
Ｊ ｏ ｕ ｍａ ｌ ｏ ｆ Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ０ １ ． ２ ３ Ｎｏ． ４ Ａｕ ｇ． ２ ０１ ３
２ ０ １ ３年 ８ 月
介 孔碳 负 载 钯 催 化 剂 的 制 备 及 其对 Ｓ ｏ ｎ ｏ ｇ ａ ｓ ｈ ｉ ｒ ａ偶 联 反 应 的催 化 性 能 研 究
邱 会 华
（ 广 东石油化 工学院 化 学与生命科 学学 院， 广 东 蔑名 ５ ２ ５ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 通 过简单方法合成 了介孔碳负载钯催化剂 ， 考察 了该催化剂对 Ｓ ｏ ｎ ｏ ｇ ａ ｈ ｓ ｉ ｒ ａ反应 的催 化效果 ， 并优 化了反应条件 。 关键词 ： 介孔碳 ； 负载 ； 钯； Ｓ ｏ ｎ ｏ ｇ ａ ｓ ｈ ｉ ｒ ａ 反应
硫掺杂有序介孔碳材料作为燃料电池氧还原催化剂
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介孔碳材料载体钯催化剂用于燃料电池
2016-07-03 12:53来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
钯催化剂微观结
构
甲醇燃料电池(DMFC)通常用铂基催化剂作阳极催化剂,但其对甲醇氧化的电催
化活性较低,而且易被甲醇氧化的中间物种所毒化; 特别是甲醇很易透过Nafion膜, 在阴极产生混合电位,既浪费了燃料,又降低了燃料的利用效率、阴极催化剂效率和电池的工作电压.
研究发现,用甲酸作燃料得到的直接甲酸燃料电池(DFAFC)具有很多优点.如甲酸无毒,不易燃,储存和运输安全;甲酸阴离子与Nafion膜中的磺酸基团间
有排斥作用,因此甲酸对Nafion膜的渗透率远小于甲醇;甲酸作燃料时浓度可以高
达20mol/L,而甲醇的浓度只有2mol/L.虽然甲酸的能量密度仅是甲醇的1/3,但DFAFC的功率密度仍高于DMFC.由于甲酸氧化的活化能小于甲醇氧化的活化能, 因
此DFAFC的性能要好于DMFC.在DFAFC中,Pd是一种对甲酸电氧化有较好催化性能的阳极催化剂.由于钯黑易聚结,利用率较低,因此人们更关注其负载型催化剂.
有序介孔碳不仅具有较高的比表面积和较大的孔体积、较少的或者没有微孔,而且有序介孔碳具有规则的孔道结构及可控的孔径,如果将贵金属纳米粒子负载到孔道内,不仅可以控制金属纳米粒子的尺寸,而且可以得到高分散的介孔碳负载贵金属催化剂.由于介孔碳的限域作用,在合成介孔碳负载贵金属催化剂时,不需
要加入表面活性剂,因此具有很高的催化活性和稳定性.三维有序结构的介孔碳已经被证明在燃料电池中有利于反应物和产物的质子传输.因此介孔碳材料应用在催化
剂载体以及燃料电池方面具有理论和实际研究价值.
Nazar等利用硫引入贵金属法制备了一系列介孔碳负载贵金属催化剂; 陈书如等通过控制碳/硫比例,将熔融单质硫扩散负载到碳骨架小介孔中,保留有序
介孔,形成多孔有序介孔碳/硫纳米复合材料.
厦门大学化学化工学院化学系孙世刚等人通过浸渍法和硫引入贵金属法分别制备了主要负载在介孔碳主孔道(MPC/Pd-1)和负载在介孔碳孔壁上小介孔中[MPC/ (S)Pd-2]的两类负载型钯电催化剂,用XRD,SEM,TEM和电化学等方法表征了其结构和电催化性能.循环伏安结果表明,有序介孔碳载钯催化剂MPC/Pd-1和MPC/ (S)Pd-2对甲酸氧化的催化活性分别是商用钯黑催化剂的4.0和2.4倍. MPC/Pd-1 中的钯位于介孔碳的主孔道上, 增加了催化剂/电解质/反应物三相界面的面积, 使得其比MPC/(S)Pd-2的催化活性更高.。