典型文献
采用薄层氮化碳促进的高性能钯基催化剂用于甲酸分解制氢
文献摘要:
自第一次工业革命以来,传统的化石能源(煤炭,石油等)一直是能源消费的主体.但是,随着社会的进步和技术的发展,能耗不断增加.但是化石能源不仅储量有限,而且还会引起严重的环境问题(环境污染和温室效应).因此,清洁和可持续能源的研究与开发尤为重要,氢能是研究的重点之一.由于氢具有高能量密度、清洁和可持续性的特点,因而成为了最有前景的能源载体.然而,氢气的储存和运输困难严重限制了其在质子交换膜燃料电池中的实际应用.作为液态氢存储材料之一,甲酸在催化剂存在下于室温下即可分解.另外,甲酸分解制氢的反应中不会释放有毒有害气体,对环境友好.用于甲酸分解(FAD)的高效催化剂是制氢的关键材料.本文制备了由薄层氮化碳促进的高性能钯(Pd)基催化剂,用于甲酸分解.首先,通过一步法直接煅烧三聚硫氰酸,以获得氮化碳(C3N4-S),然后制备以C3N4-S为载体的Pd基FAD催化剂(Pd/C3N4-S).在三聚硫氰酸的热解过程中,—SH基团的溢出具有剥离作用,因此形成的C3N4为破碎的薄层,具有较大的比表面积和孔体积.由于改善的比表面积和孔体积以及大量的缺陷附着位点,C3N4-S载体可以有效地分散Pd纳米颗粒.此外,由于载体和金属之间的电子效应,该载体可以有效地调节催化剂表面上的Pd2+含量.因此,Pd/C3N4-S表现优异的FAD性能.在30℃下,该催化剂可将甲酸有效分解为CO2和H2,转换频率(TOF值)和质量比活性分别达到了2083 h-1和19.52 mol·g-1·h-1.并且气相色谱测试结果表明,气体产物中不含CO,表明Pd/C3N4-S催化剂具有优异的选择性.另外,Pd/C3N4-S催化剂也具有良好的稳定性.经过4次循环测试,催化性能仅下降了不到10%.该研究为研究高性价比、制备方法简单的甲酸制氢催化剂提供了一定的指导作用.
文献关键词:
多孔氮化碳;薄层;钯纳米粒子;异相催化;甲酸分解
中图分类号:
作者姓名:
孙志聪;罗二桂;孟庆磊;王显;葛君杰;刘长鹏;邢巍
作者机构:
中国科学院长春应用化学研究所先进电源实验室,长春130022;中国科学技术大学,应用化学与工程学院,合肥230026;吉林省低碳化学电源重点实验室,长春130022;中国科学院长春应用化学研究所电分析化学国家重点实验室,长春130022
文献出处:
引用格式:
[1]孙志聪;罗二桂;孟庆磊;王显;葛君杰;刘长鹏;邢巍-.采用薄层氮化碳促进的高性能钯基催化剂用于甲酸分解制氢)[J].物理化学学报,2022(03):83-90
A类:
B类:
薄层,钯基催化剂,甲酸分解,解制,工业革命,化石能源,能源消费,储量,温室效应,研究与开发,氢能,高能量密度,氢气,储存和运输,困难严重,质子交换膜燃料电池,液态氢,可分解,放有,有毒有害气体,FAD,高效催化剂,关键材料,一步法,煅烧,三聚,硫氰酸,C3N4,热解过程,SH,基团,比表面积,孔体积,纳米颗粒,电子效应,Pd2+,H2,TOF,比活性,气体产物,催化性能,高性价比,制备方法,制氢催化剂,多孔氮化碳,钯纳米粒子,异相催化
AB值:
0.292737
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