收藏本站
《中国工程物理研究院》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Pt/C的表面结构及其对氢一水同位素交换的催化活性研究

钟正坤  
【摘要】:根据国内外该领域研究的现状和发展趋势,结合国内在氢-水同位素交换催化剂研究方面的实际情况,选择Pt/C作为研究对象,采用理论与实验相结合的方法研究了Pt/C的分散结构及高分散态Pt/C的制备技术,为研制性能优良的Pt/C/PTFE有序床氢-水同位素交换催化剂奠定了理论和实验基础。 理论研究首次提出并采用了活性炭表面官能团与铂团簇分子间电子相互作用的理论计算模型,在B3LYP理论水平分别就活性炭表面有代表性的官能团,包括羧基、碳-碳双键和环醚等,与铂团簇分子Pt_n(n=1~4)之间的电子相互作用进行了理论计算。分别选择R-COOH(R=H,C_6H_5-)、乙烯和环丁醚作为单体分子的计算结果表明,活性炭表面官能团均能与铂团簇分子发生电子相互作用,形成离域键络合物,其相互作用能最高达-671.30kJ·mol~(-1)(-6.957eV),其相互作用的强弱顺序为:羧基碳-碳双键环醚。理论计算结果与实验结果较好地吻合,为利用载体效应制备高分散态Pt/C提供了直接的理论依据。 首次采用分子间电子相互作用理论计算模型研究了Pt/C催化剂的载体效应对其催化活性的影响,计算结果显示离域键络合物的形成使得Pt-H键的键能减小,降低了氢原子的脱附活化能。 理论研究还采用量子化学从头计算法进行了氢-水同位素交换反应热力学函数和平衡常数的理论计算,并利用相应氢同位素水的饱和蒸汽压求得气-液交换的分离因子。采用6-311G~(**)基组在B3P86水平的热力学计算结果表明,氢-水同位素交换反应平衡常数随着反应体系中同位素分子质量差的增加而增大,对H_2(g)/HDO(v)体系平衡常数的理论计算值与文献报道的实验结果一致,两者在压力为0.1MPa、温度为283.2~373.2K时的最大偏差小于6%。 实验研究首次提出采用担体表面官能团配位及表面再生微空间沉积技术制备高分散态Pt/C的构想,首先在含有少量氧气的惰性气体中对活性炭担体实施气化处理,改变其表面微孔结构,产生纳米量级的再生微空间;然后采用浓HNO_3表面氧化在气化后的活性炭担体表面引入氧原子,得到含有大量羧酸、羧酸酐、羧酸酯、醚及酚类等含氧官能团化合物的表面改性活性炭担体;最后采用H_2PtCl_6水溶液直接浸渍法制备高分散态Pt/C。采用FT-IR、TPD、SEM、XPS、TEM分析和比表面积测量的结果表明,通过气化和浓HNO_3表面氧化改性处理后,活性炭担体表面形成了大量纳米量级的再生微空间和氧官能团,利用改性活性炭担体制备的Pt/C,其金属铂粒子粒径分布均匀,分散度较高,平均粒径为7nm,而用未经表面改性的活性炭担体制备的Pt/C,其金属铂粒子会发生团聚,形成数量众多的大颗粒铂粒子团,导致金属铂粒子粒径分布不均。
【学位授予单位】:中国工程物理研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:O643.36

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 肖成建;胡胜;傅中华;罗阳明;王和义;;用Pt/C催化剂通过浸渍-还原法制备疏水催化剂[J];应用化工;2007年09期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡胜;高分散度Pt基疏水催化剂制备及氢水液相催化交换性能研究[D];中国工程物理研究院;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 毛世奇,郁婷婷,李洪,高文尚;Pt—C—PTFE疏水性催化剂的H_2O—H_2同位素交换研究[J];核化学与放射化学;1990年02期
2 张莉,钟正坤,朱志艳,孙颖,朱正和;氢同位素双原子分子的解析势能函数[J];化学物理学报;2003年06期
3 李俊华,康艺,阮皓,窦勤成,韩延德,胡石林;Pt-SDB憎水催化剂氢水液相催化交换工艺研究[J];原子能科学技术;2002年02期
4 钟正坤,邢丕峰,傅中华,王昌斌;碳基吸附剂对氢同位素的吸附行为研究(Ⅰ)[J];原子能科学技术;2003年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周宗元;关于动量概念的建立与动量的表述[J];安徽教育学院学报;2001年03期
2 王明美;一维δ函数势的定态问题[J];安徽教育学院学报;2002年06期
3 魏义永;简并微扰论的二级近似公式[J];安徽教育学院学报;2003年03期
4 余嵘华;索末菲量子化条件的应用与工科物理量子论的教学[J];安徽教育学院学报;2003年03期
5 熊保库;陈东;陈敬东;王林;施德恒;;HCl~x(x=0,+1)基态的结构与解析势能函数[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年05期
6 尤凤翔,龚善初;用数值逼进法研究电场中量子势阱表面本征态效应[J];安徽职业技术学院学报;2004年02期
7 许新胜,张先燚,涂兴华;氢原子低能级的Stark效应[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2001年01期
8 樊利芳,刘洪;三维谐振子与加反平方势的三维氢原子的关系[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2004年01期
9 姚关心,汪小丽,张先燚,许新胜,凤尔银,季学韩,崔执凤;同科电子各多重态的微观态个数计算公式[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2005年02期
10 方立铭;季学韩;崔执风;;CF_2自由基电子激发态解离通道的静力学分析[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 余群;李战华;;不同壁面材料微管道中的电渗速度测量[A];第七届全国实验流体力学学术会议论文集[C];2007年
2 贾晶晶;李敏;顾轶卓;王冀;张佐光;;E51环氧树脂固化过程表面张力测试方法与变化规律[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
3 钟正坤;孙颖;陈银亮;;活性炭担体表面改性实验研究[A];第三届北京核学会核应用技术学术交流会论文集[C];2004年
4 徐明;曹春昱;;相关因素对模拟OCC过程水封闭循环抄纸的影响研究[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
5 王亚静;李瑞峰;李响;;延迟焦化石油焦中晶体分析[A];第十届中国科协年会论文集(三)[C];2008年
6 罗文浪;阮文;张莉;朱正和;;氢同位素氚水T_2O(~1A_1)的分子结构及解析势能函数[A];中国核学会核材料分会2007年度学术交流会论文集[C];2007年
7 阮文;罗文浪;张莉;朱正和;;氢同位素水分子D_2O(~1A_1)的结构与分析势能函数[A];中国核学会核材料分会2007年度学术交流会论文集[C];2007年
8 王彩霞;刘云海;庞翠;;三种交联壳聚糖对铀的吸附性能研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第4册)[C];2009年
9 李瑞峰;王刚;李欣;包世星;董宝钧;李响;;粉末X射线衍射法鉴定氨合成含钴熔铁催化剂晶体化合物[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
10 李瑞峰;王刚;李建忠;王伟众;包世星;李响;;粉末X射线衍射法鉴定低温氨合成催化剂晶体化合物[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏洪源;原子分子在δ-Pu上的吸附、离解与扩散过程研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 周爱;蘸粘式光纤液体分析技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 马准;磺化聚醚砜纳滤膜荷电机理的动电法分析及其截留性能预测[D];中国海洋大学;2010年
4 付晓薇;基于量子力学的图像处理方法研究[D];华中科技大学;2010年
5 陆军;喷雾药液在靶标植株上的沉积与润湿研究[D];江苏大学;2010年
6 汪加梅;关于量子熵的若干研究[D];浙江大学;2010年
7 金伟;钒氧化物纳米管的表面修饰与气敏特性研究[D];武汉理工大学;2010年
8 王鹤峰;不锈钢表面氮掺杂二氧化钛薄膜的制备及其性能研究[D];太原理工大学;2011年
9 刘宁;表面修饰对稀土掺杂纳米发光材料发光性质影响的研究[D];吉林大学;2011年
10 贺鹏;脱除烟气中二恶英类物质的实验研究[D];华北电力大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄江胜;改性茶叶对工业废水的吸附性能研究[D];安徽工程大学;2010年
2 朱利文;常压酸化法制备无水硫酸钙晶须工艺研究[D];山东科技大学;2010年
3 王毅楠;N_2分子的Frank-Condon因子的计算[D];长春理工大学;2010年
4 刘鸣;PTFE微孔膜物理亲水改性研究[D];浙江理工大学;2010年
5 张锐;水刺非织造材料工艺参数与其保湿性之间的关系研究[D];浙江理工大学;2010年
6 周景贤;量子代理签名方案研究[D];郑州大学;2010年
7 李强;水合肼液相还原法制备纳米铜粉的研究[D];大连理工大学;2010年
8 陈天运;两个典型反应立体动力学信息的理论研究[D];大连理工大学;2010年
9 年军;深部煤体瓦斯吸附规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 张丽娜;平庄古山矿煤层自燃特性的热重动力学实验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐洪峰,林治银,邱艳玲,唐倩;用于质子交换膜燃料电池的碳载铂电催化剂[J];催化学报;2003年02期
2 李文震,周振华,周卫江,李焕巧,赵新生,汪国雄,孙公权,辛勤;直接甲醇燃料电池阴极Pt/C催化剂的制备与表征──制备及处理方法的影响[J];催化学报;2003年06期
3 周振华,周卫江,姜鲁华,王素力,汪国雄,孙公权,辛勤;高分散直接甲醇燃料电池Pt/C阴极电催化剂的制备过程机理与表征[J];催化学报;2004年01期
4 和庆钢,马紫峰,原鲜霞,蒋淇忠,吴卫生;质子交换膜燃料电池中碳纳米管负载的氧电极材料制备与表征[J];材料科学与工程学报;2004年05期
5 龚晓钟,汤皎宁,李均钦,高继华;微波辐射在联氨还原法制备金属Co纳米微粒中的应用[J];材料科学与工程学报;2005年06期
6 朱科,张继炎,陈延禧;微乳液法制备PEMFC用Pt/C电催化剂[J];电池;2004年05期
7 朱红,葛奉娟,康晓红,杨玉国,许韵华;质子交换膜燃料电池用碳纳米管载铂催化剂的研究[J];电化学;2003年04期
8 和庆钢,袁晓姿,原鲜霞,马紫峰;碳纳米管负载铂催化剂的制备、结构及电化学加氢特性[J];电化学;2004年01期
9 祁世纶,池东鲜,李永顺,千载虎;在并流交换反应器中液相水-氢同位素交换反应的研究[J];高等学校化学学报;1984年01期
10 田植群,简弃非,谢方艳,沈培康;快速制备高负载量高分散Pt/C催化剂的研究[J];功能材料;2004年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李俊华;憎水催化剂的研制及氢—水液相催化交换工艺研究[D];中国原子能科学研究院;2001年
2 李文震;直接甲醇燃料电池阴极碳载铂基催化剂的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 邵明昶;常温催化氢氧化合过程研究[D];中国原子能科学研究院;2002年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 沈亚峰;雷远进;沈善问;潘再富;;以醋酸钌为前驱体的Ru/C催化剂在葡萄糖加氢制取山梨醇反应中活性的研究[J];贵金属;2009年01期
2 王赟;廖卫平;索掌怀;;炭黑负载Pt-Fe双金属催化剂对甲醇的电催化氧化性能[J];分子催化;2013年04期
3 刘鹏;吴钟晴;周伟伟;孙福龙;许旭东;李海斌;;酞菁铁的模板合成及其对氧还原的电催化性能[J];长沙理工大学学报(自然科学版);2012年02期
4 黄旭;李娟;韩青霞;宋丽贤;康明;卢忠远;黄渝鸿;;有机硅灌封胶用负载型铂催化剂的研究[J];绝缘材料;2011年03期
5 胡胜;熊亮萍;侯京伟;罗顺忠;罗阳明;;氢-水液相交换疏水催化剂制备及活性影响因素研究进展[J];同位素;2012年01期
6 王爱丽;;Pt/C催化剂的制备及单电池中的性能测试[J];应用化工;2012年12期
7 熊亮萍;胡胜;侯京伟;翁葵萍;罗阳明;杨通在;;铁系元素掺杂的Pt基疏水催化剂的制备及活性研究[J];无机材料学报;2011年01期
8 方向红;张寅秋;王琪;崔鹏;;Pd/AC催化剂催化分解甲酸反应条件的研究[J];无机盐工业;2010年02期
9 梁营;廖代伟;;pH值对微波协助乙二醇法制备PtRu/C催化剂的影响[J];物理化学学报;2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 黄峰;H_2-H_2O液相催化交换法分离氢同位素的研究[D];大连理工大学;2011年
2 梁营;直接甲醇燃料电池阳极碳纳米管和碳黑负载Pt基催化剂的研究[D];厦门大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 符蓉;脉冲微波法制备燃料电池Pt-Fe/C合金催化剂及其催化性能研究[D];华东理工大学;2012年
2 何欣炎;PEMFC用Pt-Ru/C催化剂制备及性能研究[D];天津大学;2008年
3 方向红;甲酸分解Pd/AC催化剂的制备与应用研究[D];合肥工业大学;2009年
4 杨伦权;Ir纳米粒子的形貌控制及其催化性能研究[D];昆明理工大学;2012年
5 李雪妮;用于电解水制氢催化剂的制备及其性能研究[D];北京化工大学;2013年
6 范周巩;钛酸锶薄膜的溶胶凝胶旋涂法制备工艺及光催化性能研究[D];兰州理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 毛世奇,缪增星,李洪,高文尚,严发敏,吴企华,成志;用于水/氢同位素交换的P_t/SDB疏水性催化剂的研究[J];核化学与放射化学;1987年01期
2 王红艳,朱正和,傅依备,汪小琳,孙颖;基态UC_2分子的结构和势能函数[J];化学物理学报;2003年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 凌达仁,刘玉成,郑祖英;多孔离子交换树脂内Eu~(3+)离子的分步扩散[J];高等学校化学学报;1998年02期
2 凌达仁,郑祖英,张生栋,但贵萍;稀土离子在多孔阳离子交换剂内的扩散动力学[J];高等学校化学学报;1991年12期
3 钟正坤,孙颖,陈银亮;氢-水同位素交换及其应用研究进展[J];核技术;2005年01期
4 刘伯里,金昱泰,李太华;复相体系同位素交换的研究——热液熔融快速标记法[J];核化学与放射化学;1984年01期
5 于淑琴,杨兆荷,卓洪升;氘化晶体材料中氘的同位素交换与分光光度测定法[J];人工晶体学报;1986年02期
6 杨维凡,李宗伟,孙秀荣,牟万统,赵之正,谢秀君,秦芝,张立,吴定清;CCl_4萃取分离碘时放射性碘与载体碘的同位素交换[J];核化学与放射化学;1994年01期
7 但贵萍;;Pt-SDB疏水催化剂在水-氢同位素交换过程中的稳定性研究[J];中国核科技报告;2008年01期
8 郭挺章;;原子能的和平利用与化学[J];化学通报;1955年04期
9 В.Д.Нефедов ,王文清 ,向新楣 ,张福生 ,倪光明;三对-甲苯基锑及其二氯化物在乙醇溶液中同位素交换的研究[J];北京大学学报(自然科学版);1959年04期
10 岳廷盛,王娅妮;U(Ⅳ),U(Ⅵ)在萃取分离过程中的同位素交换[J];原子能科学技术;1991年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘伟;;质量传输和同位素交换:流动几何学和交换机制[A];中国科学院地质与地球物理研究所2002学术论文摘要汇编[C];2002年
2 李志明;任向军;邓虎;徐江;翟利华;王长海;张子斌;朱凤蓉;;~(173)Lu和~(174)Lu的LRIMS同位素稀释法定量[A];2007年全国质谱学会无机质谱、同位素质谱、质谱仪器和教育学专业委员会学术交流会论文集[C];2007年
3 杨勇;王和义;杜阳;但贵萍;;无机疏水催化剂研制及性能研究[A];中国化学会第26届学术年会现代核化学与放射化学分会场论文集[C];2008年
4 张峰;魏勇军;潘设奇;;含氚硅胶除氚技术研究[A];放射性废物处理处置学术交流会论文集[C];2007年
5 申建梅;阴红兵;王建中;张亚哲;;同位素在地热资源评价中的应用[A];中国地热资源开发与保护——全国地热资源开发利用与保护考察研讨会论文集[C];2007年
6 陈虎翅;陆光达;李赣;;钯柱内氢同位素排代计算机模拟[A];中国工程物理研究院科技年报(2002)[C];2002年
7 昝亮彪;杨远友;刘宁;金建南;欧晓红;;3-三甲基硅苄胍的合成及其~(125)I标记的初步研究[A];首届核化学与放射化学青年学术交流会论文摘要集[C];2006年
8 刘文科;龙兴贵;彭述明;王维笃;罗顺忠;曹小华;程贵钧;;LaNi_(4.25)Al_(0.75)床氚滞留量的测量[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
9 陈世勋;陈长安;熊义富;;金属样品残余氚测量方法[A];第二届全国核技术及应用研究学术研讨会大会论文摘要集[C];2009年
10 蔚勇军;石岩;常元庆;敬文勇;熊义富;;氘氚化锂分解残渣中微量氚的回收[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 李陈续 通讯员 杨保国;中国科大陈仙辉小组发现铁基超导体大同位素效应[N];光明日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李恒;萜类化合物MEP生物合成途径中关键酶1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶和1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构化酶的研究[D];西北大学;2012年
2 陈晓锋;念青唐古拉早白垩世—早始新世侵入岩年代学、岩石成因及其构造意义[D];中国地质科学院;2010年
3 黄峰;H_2-H_2O液相催化交换法分离氢同位素的研究[D];大连理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 胡扬;西安凹陷热储流体环境同位素水文地球化学演化特征[D];长安大学;2009年
2 龙良平;树木年轮硝化纤维素氢同位素组成的测定[D];中国科学院研究生院(地球化学研究所);2006年
3 苏艳;关中盆地中部地压型地热流体环境同位素水文地球化学特征研究[D];长安大学;2008年
4 陈贤;卟啉铁催化氧化有机硫化物的机理研究[D];大连理工大学;2012年
5 梁宏伟;Pt-Ir/C/PTFE疏水催化剂及交换效率研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
6 王韬;酸性沸石分子筛H-Y催化活化异丁烷反应研究[D];兰州大学;2010年
7 薛秀家;生物样品中氚的前处理装置的设计和环境样品中氚水平调查[D];苏州大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026