优于铂基催化剂的非贵金属催化剂
碳基非金属催化剂研究进展
碳基非金属催化剂研究进展金属和金属氧化物作为催化剂被广泛应用于材料生产和很多重要工业生产。
但贵金属催化剂如Pt成本高，选择性低、耐久性差、易发生气体中毒，对环境造成了不利影响。
寻找能够减少或替代贵金属引起了关注。
在2009年，发现一种地球上丰富存在的碳材料被认为是一种高效、廉价、非金属可替代燃料电池中铂的新型催化剂。
在这个快速发展的领域里，这篇综述提供了一个重要的观点，包括有效碳基非金属催化剂的应用，特别强调杂原子掺杂碳纳米管和石墨烯对于清洁能源转换和储存，环境保护和重要的工业生产，并概述了在这领域的关键挑战和未来的机会。
标签：碳材料，非金属催化剂1.引言氧还原反应（ORR）、吸氧反应（OER）及析氢反应（HER）三个看似简单的反应确是清洁、可再生能源技术的关键，如燃料电池，电池和水分解过程。
然而，催化剂需要促进HER对于氢燃料的生产，ORR在燃料电池中的能量转换和OER对金属-空气电池的储能。
金属基催化剂特别是贵金属（铂、铱和钯）或金属氧化物，通常用于这些反应中。
然而，金属基催化剂有几个显著的缺陷，包括低选择度、耐久性差，易气体中毒，与对环境的消极影响。
此外，贵金属的高成本阻碍了可再生能源技术大规模的商业应用[1]。
2.碳基非金属作为ORR催化剂阴极上的ORR是限制燃料电池能量效率的关键步骤。
这种反应需要大量的铂催化剂，因此占燃料电池总成本的很大一部分。
铂纳米粒子长期以来一直被认为是ORR最佳的催化剂，但是铂的高成本和稀缺性，阻碍了它的使用实现燃料电池的商业应用。
在2009年，发现氮掺杂的垂直排列的碳纳米管（V A-CNTs）是优于碱性介質中铂对ORR的催化性能并且没有CO的失活和燃料渡越效应。
氮掺杂碳纳米管对于ORR的催化机理基于密度泛函B3LYP研究理论（DFT）并结合实验数据利用量子力学计算的。
计算发现掺杂诱导电荷重情况促进了O2和电子转移的化学吸附。
随后，氮掺杂石墨烯也被认为是一种有效的无金属催化剂。
铂和钼工业催化剂催化性能比较研究
铂和钼工业催化剂催化性能比较研究铂和钼工业催化剂分别是常用的催化剂，它们在化学反应中能够起到催化作用，加速反应的速率，提高反应产物的出产率。
本文将对铂和钼工业催化剂的催化性能进行比较研究，探讨它们在不同反应中的应用。
首先说一下铂催化剂。
铂是一种重要的贵金属，常用于工业催化剂中，催化剂活性高，可以应用于许多重要的化学反应中。
铂催化剂广泛应用于加氢反应、氧化反应、裂化反应和脱氮反应等多种重要反应中。
铂催化剂的优点在于它有高的催化活性和选择性，而且具有很好的耐久性，可以长期稳定的催化反应，远比氧化铝等催化剂要更加有效。
其次说一下钼催化剂。
钼是具有多种氧化态的元素，它的氧化物是一种良好的催化剂，常用于工业反应中。
钼催化剂通常具有良好的催化效果，能够加速氧化反应、水解反应、异构化反应和加氢反应等化学反应。
钼催化剂还有很好的抗毒性，能够长期稳定的催化反应，可以应用于许多需要高催化活性不需要高选择性的反应当中。
从以上介绍可以看出，铂和钼催化剂各有优劣。
铂催化剂的优点在于它具有更好的催化活性和选择性，而且具有很好的耐久性，可以长期稳定的催化反应。
钼催化剂的优点在于它具有良好的催化效果，在许多反应中能够发挥更大的催化活性，而且具有很好的抗毒性，可以长期稳定的催化反应。
同时，铂和钼催化剂在不同反应中应用也不同。
例如，在加氢反应中，铂催化剂具有更好的催化效果，因为它能够更好的活化氢分子，从而加速催化反应。
而在氧化反应中，钼催化剂具有更好的催化效果，因为它能够更好的活化氧分子，从而加速催化反应。
总之，铂和钼催化剂都是常用的工业催化剂，在化学反应中都能够发挥重要的作用。
它们的选择应根据实际需要，依据反应特点和所需催化效果的变化而做出选择。
本文只是简要介绍了铂和钼催化剂的催化性能比较，如需深入了解，仍需进行更为详细的研究。
现代化工研究进展论文
燃料电池电催化剂研究综述摘要催化剂是燃料电池的关键材料之一，其性能的好坏决定燃料电池的使用性能和使用寿命。
近些年来，科学工作者在提高电催化剂性能和降低铂催化剂使用量方面做了大量的研究工作。
本文对低铂催化剂和非铂催化剂的研究进展进行了综述。
关键词：燃料电池；低铂催化剂；非铂催化剂；钯催化剂19世纪是蒸汽机时代，20世纪是内燃机时代，21世纪将是燃料电池的时代。
近年来，随着能源危机的加剧，燃料电池作为一种绿色的新能源受到越来越多的关注，美国《时代周刊》曾将燃料电池技术列为21世纪的高科技之首。
我国科技中长期计划中，多处把燃料电池放在重要的发展方向上。
燃料电池技术被认为是解决现在能源问题的很有希望的途径之一。
1 燃料电池的特点燃料电池之所以受世人瞩目，是因为它的不可比拟的优越性，主要表现在效率、安全性、可靠性、清洁度和良好的操作性能等几个方面[1]。
（1）能量转换效率高。
它的能量转换效率不受卡诺循环的限制，不存在机械能做功造成的损失。
与热机或发电机相比，能量转换效率极高，汽轮机转换的效率最大值为40-50%，热机带动发电机时效率为35-40%，而燃料电池的效率达60-70%，理论转换效率达90%，实际使用效率是内燃机的二至三倍。
（2）发电环境友好。
对于氢电池而言，发电后的产物只有水，可实现真正的零排放。
在航天系统中可生成水，供宇航员使用，液氧系统可作为供应生命保障的备用品。
燃料电池按电化学原理发电，不经过热机的过程，不会产生传统方式中常见的二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等污染物。
如果采用太阳能光解制氢，可完全避开温室气体的产生。
燃料电池工作安静，适用于潜艇等军事系统的应用。
（3）模块结构，方便耐用。
燃料电池发电系统由各单电池堆叠至所需规模的电池组构成，电池组的数量决定了发电系统的规模，各个模块可以更换、维修方便、可靠性高。
（4）响应性好，供电可靠。
燃料电池发电系统对负载变动的响应速度快，故无论出于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行，它都能承受且效率变化不大。
铂基纳米催化剂的制备与催化性能研究
铂基纳米催化剂的制备与催化性能研究引言：催化剂是化学反应中至关重要的组成部分，可以提高反应速率和选择性。
其中，铂基催化剂因其优异的电催化性能在许多领域得到广泛应用，如能源转化、环境保护和有机合成等。
在过去的几十年里，随着纳米技术的快速发展，铂基纳米催化剂备受关注，因其高比表面积和特殊的催化性能而被认为是未来催化剂研究的重要方向。
一、制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备铂基纳米催化剂的方法。
通过将金属前体与溶胶剂混合，并加入适量的表面活性剂或分散剂，在适当的条件下进行高温煅烧，得到均匀分散的纳米颗粒。
此法制备的铂基纳米催化剂具有较高的比表面积和催化活性。
2. 水热法水热法是另一种常用的制备方法，通过在高温高压的水环境下进行反应，使金属盐类和还原剂发生化学反应，形成纳米颗粒。
水热法制备的铂基纳米催化剂具有较高的结晶度和催化活性，适用于某些特殊反应。
二、催化性能研究1. 电催化性能铂基催化剂在电催化反应中具有优越性能，如电解水制氢、燃料电池和电化学合成等。
研究表明，铂基纳米催化剂具有较大的比表面积和更多的表面活性位点，可以提高反应速率和催化活性。
2. 催化选择性除了反应速率，催化剂的选择性也非常重要。
铂基纳米催化剂具有可调控的结构和表面形貌，可以通过调整催化剂的晶体结构和表面组分来改变其催化选择性。
例如，在有机合成中，通过控制铂基纳米催化剂的粒径和形状，可以实现对目标产品的高选择性合成。
3. 抗中毒性在一些催化反应中，如燃料电池和汽车尾气处理中，催化剂易受中毒物质的影响，导致催化活性降低。
铂基纳米催化剂由于其高比表面积和分散性，具有更好的抗中毒性能。
研究表明，纳米尺寸的铂颗粒能够减少中毒物质的吸附和固定，提高催化剂的稳定性和寿命。
结论：铂基纳米催化剂的制备与催化性能研究是当前催化剂研究的热点和挑战。
通过不同的制备方法，可以得到具有不同形貌和结构的纳米颗粒。
同时，铂基纳米催化剂具有较高的催化活性、可调控的催化选择性和更好的抗中毒性能。
铂催化剂种类
铂催化剂种类铂催化剂是一种常用的催化剂，具有高活性、高选择性和良好的稳定性，广泛应用于化学工业和环境保护等领域。
根据应用范围和催化反应类型的不同，铂催化剂可以分为多种类型，下面将逐一介绍这些铂催化剂的特点和应用。
1.铂基固定床催化剂铂基固定床催化剂是指铂催化剂被固定在载体上，形成固定床催化剂。
这种催化剂具有高催化活性、高选择性和较好的稳定性，在合成氨、合成甲醇和合成氢等重要的工业反应中得到广泛应用。
此外，铂基固定床催化剂还可用于有机合成、有机氧化和有机加氢等反应。
2.铂基流化床催化剂铂基流化床催化剂是指铂催化剂以颗粒或粉末形式被加入到流化床反应器中，形成流化床催化剂。
由于流化床催化剂具有较大的表面积和良好的热负荷分散性，因此具有较高的催化活性和选择性，并且易于催化剂的再生。
铂基流化床催化剂主要应用于汽车尾气净化、有机废气处理和有机物的催化燃烧等领域。
3.铂基涂层催化剂铂基涂层催化剂是指铂催化剂通过涂覆的方式加到载体表面，形成涂层催化剂。
涂层催化剂具有较高的催化活性和选择性，且易于催化剂的再生。
铂基涂层催化剂广泛应用于汽车尾气净化、工业废气处理和环境污染控制等领域。
4.铂基纳米催化剂铂基纳米催化剂是指铂催化剂的颗粒尺寸在纳米级别的催化剂。
由于其尺寸效应和表面效应的存在，铂基纳米催化剂具有更高的催化活性和选择性。
铂基纳米催化剂被广泛应用于氧还原反应、甲烷催化燃烧和有机合成等领域。
5.铂基多孔催化剂铂基多孔催化剂是指铂催化剂被制备成具有多孔结构的催化剂。
多孔结构能提供更大的表面积和更好的反应物传质性能，从而提高催化剂的活性和选择性。
铂基多孔催化剂广泛应用于气体分离、催化加氢和催化裂化等领域。
铂催化剂种类繁多，根据不同的应用需求和催化反应类型的不同，选择合适的铂催化剂可以提高催化反应的效率和产率，促进工业生产的发展，同时也有助于环境保护和能源利用的可持续发展。
随着科技的不断进步，铂催化剂的研究和应用将会更加广泛和深入。
化学反应的催化剂种类与应用
化学反应的催化剂种类与应用催化剂是一种能够加速化学反应速率的物质，而在反应结束时其本身并未发生化学变化。
催化剂在各种化学过程中起着至关重要的作用，广泛应用于化学合成、能源生产和环境保护等领域。
本文将为大家介绍几种常见的催化剂种类及其应用。
一、金属催化剂1. 贵金属催化剂贵金属催化剂是指具有优良化学活性的金属元素，如铂、钯和铑等。
它们具有良好的抗氧化性和高的催化活性，常被应用于氧化反应、氢化反应和有机合成等过程中。
例如，铂催化剂可用于汽车尾气中的三元催化转化，将有害气体转化为无害物质。
2. 过渡金属催化剂过渡金属催化剂主要由过渡金属元素组成，如铁、铬和铜等。
它们具有良好的催化活性和选择性，在有机合成、氧化还原反应和能源转化等领域发挥重要作用。
例如，铁催化剂可用于合成有机化合物，如肉桂酸和杯芳烃衍生物。
二、非金属催化剂1. 除氧剂除氧剂是一种常见的非金属催化剂，可用于去除氧气。
钌催化剂是一种常见的除氧剂，可用于制备高纯度的惰性气体和溶液。
此外，铅酸也是一种常用的除氧剂，广泛应用于电池和电解槽中。
2. 分子筛催化剂分子筛是一种由硅铝酸盐组成的非金属催化剂，具有特殊的网状结构和大的孔隙结构。
分子筛催化剂可用于吸附分离、催化裂化和脱酸等过程。
例如，ZSM-5分子筛可用于制备高级烯烃和芳香化合物。
三、生物催化剂1. 酶催化剂酶是一类特殊的生物催化剂，具有高度的催化活性和专一性。
酶在生物体内起着促进化学反应的重要作用，在制药、食品加工和生物能源等领域有广泛的应用。
例如，葡萄糖异构酶可用于制备高纯度的果糖，而酶乙醇酸酯化酶可用于酯化反应。
2. 抗体催化剂抗体是一类蛋白质分子，可作为生物催化剂发挥催化作用。
抗体催化剂具有高的催化活性和选择性，在有机合成、药物合成和生物传感等领域有着广泛的应用。
例如，抗体催化剂可用于制备手性化合物，如手性药物和手性原料。
结语催化剂作为化学反应中的重要角色，对促进反应速率和改善反应选择性起到了至关重要的作用。
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第５期 郑 超等：微量金属元素对纤维乙醇废水厌氧处理的影响
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ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｔｒａｃｅ ｍｅｔａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ Ｎｉ，Ｃｏ ｏｒ Ｆｅ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ＣＯＤ ｒｅｍｏｖａｌ
ｒａｔｅ，ｂｉｏｇａｓ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｍｅｔｈａｎｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｂｉｏｇａｓ ａｆｔｅｒ ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ ａｄｄｉｎｇ ｔｒａｃｅ ｍｅｔａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ Ｎｉ，Ｃｏ，Ｆｅ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｔ．Ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｓｏ ｔｈａｔ ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｂｙ ｔｒａｃｅ ｍｅｔａｌ
ｅｌｅｍｅｎｔ Ｎｉ，Ｃｏ ｏｒ Ｆｅ ｉｎ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｒａｎｇｅ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｔｒａｃｅ ｍｅｔａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ Ｎｉ，Ｃｏ
ａｎｄ Ｆｅ ｗｅｒｅ ０．４ｍｇ几０．２ｍｓ／Ｌ ａｎｄ １．Ｏｍｓ／Ｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｃｅ ｍｅｔａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ；ｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃ ｅｔｈａｎｏｌ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ａｎａｅｒｏｂｉｃ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ｏ●＂Ｏ＊ａＯｅＯ＊・Ｃ＞●ｏ●ｏ●・０｝●ｏ●ｏ●ｏ●・：： ●０●・：： ●ｏ●ｏ●ｏ●・Ｃ＞●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●◇●０●０●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●◇‘ｏ●ｏ●ｏ●ｏ●０●＜＞・ｏ●・争●ｏ●＜＞０
黼
优于铂基催化剂的非贵金属催化剂
来自韩国蔚山科学技术大￣（ＵＮＩＳＴ），韩国能源技术研
究院（ＫＩＥＲ）￥ｆｉ美国布鲁克海文国家实验室（ＢＮＬ）的研究人员，
已发现了新的一类非贵金属催化剂。这些催化剂在氧化还原
反应中表现出比铂催化剂更好的性能，且其生产成本仅为后
者的十分之一。这是一类基于具有高比表面积和可调节的孑Ｌ
结构的有序的中孑Ｌ卟啉碳（Ｍ—ＯＭＰＣ）的非贵金属催化剂。其
有多重优点：①合成方法简单，条件温和；②合成容易放大；
③发达和分层的微孔隙，将有利于燃料和副产物的高效输
送；（ 很高的比表面积使可接触反应物的活性位的密度显著
增加。在氧化还原反应中，ＦｅＣｏ—ＯＭＰＣ相对于ＰＩ催化剂表
现出更优异的长期耐久性和耐甲醇性能，有望在燃料电池中
获得应用。