一种用于等离子体合成氨的催化剂及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN117619391A

    公开(公告)日:2024-03-01

    申请号:CN202311598035.5

    申请日:2023-11-27

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: B01J23/83 B01J35/50 C01C1/04

    摘要: 本发明公开了一种用于等离子体合成氨的催化剂及其制备方法和应用,涉及等离子体合成氨技术领域,本发明通过提供的制备方法制备得到氧化铜负载富氧空位二氧化铈,整个制备过程工艺简单,条件便于控制,有利于工业制备。并且制备得到的氧化铜负载富氧空位二氧化铈能够在低温常压的温和条件下,与等离子体协同将氮气和氢气作为原料合成制备得到氨气,氨气的制备过程简单,且在较低功率下即可实现较高的氨产率与能量效率,为绿色合成氨工业提供了新的催化剂和催化方法,具有广阔的市场应用前景。

    一种氧还原/氧析出双功能催化剂制备方法

    公开(公告)号:CN107808963A

    公开(公告)日:2018-03-16

    申请号:CN201710915676.7

    申请日:2017-09-29

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: H01M4/88 H01M4/90

    摘要: 本发明涉及一种氧还原/氧析出双功能催化剂制备方法。属于可充电燃料电池以及金属空气电池技术领域。本发明首先通过固相聚合法,掺杂含氮前驱体,过硫酸铵为氧化剂,在低共熔盐表面引发含氮前驱体氧化聚合,进行高温热解得到氧还原催化剂部分。再通过共沉淀法制备出镍铁双氢氧化物,进一步磷化得到铁掺杂的磷化镍纳米薄片,最后通过不同的物理混合方法得到两组分的氧还原/氧析出双功能催化剂。采用本发明制备的两组分的氧还原/氧析出双功能催化剂在进行物理混合时,可以很自然的相互嵌入,嵌入程度较高,对之前的活性位点以及传输通道不会产生影响。并且,多级孔的碳材料为氧气的运输提供了通道。物理混合后,较好保存了物理混合之前的活性,同时具有优异的氧还原、氧析出的催化活性,并且导电性能提高、成本较低,还可规模化生产。

    一种非贵金属离子络合席夫碱石墨烯催化剂的制备方法

    公开(公告)号:CN104993160A

    公开(公告)日:2015-10-21

    申请号:CN201510472904.9

    申请日:2015-08-04

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: H01M4/90 B01J31/28

    CPC分类号: H01M4/90 B01J31/28

    摘要: 本发明提供一种非贵金属离子络合席夫碱石墨烯催化剂的制备方法,属于燃料电池技术领域。本发明首先通过将胺基官能团嫁接在石墨烯片边缘缺陷位,再通过胺醛缩合将胺基官能团转化为席夫碱官能团,最后络合非贵金属离子,获得具有可调变三维立体结构的非贵金属络合席夫碱石墨烯催化剂。本发明巧妙的利用非贵金属离子与席夫碱的络合作用,在石墨烯层与层之间形成纽带,形成三维交联的石墨烯催化剂立体结构,提高了石墨烯层间的电子传导能力和层内传质速率;同时,产生大量金属席夫碱络合物催化活性位点,与石墨烯协同催化,提高催化活性。本发明操作简单,易于工业化生产,制备的催化剂可广泛应用于以质子交换膜为电解质的燃料电池。

    一种质子交换膜燃料电池非铂氢阳极催化剂的制备方法

    公开(公告)号:CN103331172B

    公开(公告)日:2014-12-31

    申请号:CN201310301423.2

    申请日:2013-07-18

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: B01J23/89 H01M4/90

    摘要: 本发明的目的是针对现有铱基催化剂制备方法存在的问题,提供一种质子交换膜燃料电池非铂氢阳极催化剂的制备方法。本发明以浓氨水为络合剂首先形成镍氨络合阳离子;然后在水浴蒸干条件下,利用镍氨络合阳离子与铱络合阴离子间的静电吸引作用将镍铱前驱体均匀地沉淀在导电碳载体表面;最后通过氢气气氛热处理,使Ir、Ni从络合物中同步缓释、还原、合金化形成成分均一、纳米粒子分布均匀的碳载铱镍合金催化剂。本发明大大简化了传统的铱基催化剂制备方法,所制备的催化剂表面清洁、粒径小、高分散,金属利用率及氢氧化活性得到有效提高。

    一种高性能镍基含钌复合氧化物析氢电极的制备方法

    公开(公告)号:CN103924263A

    公开(公告)日:2014-07-16

    申请号:CN201410133843.9

    申请日:2014-04-03

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: C25B11/08 C23C18/12

    摘要: 本发明提供一种高性能镍基含钌复合氧化物析氢电极的制备方法,属于氯碱工业中电催化析氢领域。本发明首先将泡沫镍基底放入丙酮溶液中超声震荡15分钟进行化学除油,然后放入摩尔浓度为3mol/L的盐酸水溶液中浸泡0.5小时,去除泡沫镍基底表面的氧化物;最后通过溶剂热合成方法在预处理的泡沫镍表面原位生长镍钌氧化物纳米棒,获得催化性能优良、稳定性高的析氢电极。本发明方法简单新颖,操作方便可行,制备的镍基含钌复合氧化物析氢电极具有独特的纳米棒结构,且电极涂层表面平整无裂缝,并没有“龟裂”现象产生,可广泛作为碱性电解水的析氢电极材料。

    一种小尺寸高分散燃料电池催化剂的制备方法

    公开(公告)号:CN103394346A

    公开(公告)日:2013-11-20

    申请号:CN201310357050.0

    申请日:2013-08-15

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: B01J23/42 H01M4/92

    摘要: 本发明提供一种小尺寸高分散燃料电池催化剂的制备方法,属于燃料电池技术领域。本发明首先通过胶体法制备NiFe/C纳米粒子,然后加入铂前驱体,通过NiFe纳米粒子的阳极溶解释放出大量电子,使得整个碳载体成为一个巨大的还原剂,从而使吸附在碳载体表面的铂离子被快速还原,形成小尺寸高分散的Pt/C催化剂。本发明方法简单易行,生产成本低廉,采用本发明制备的催化剂可应用于以质子交换膜为电解质的燃料电池。用本发明制造的燃料电池,广泛应用于电动汽车,各种航天器,便携式电子设备,如摄像机,笔记本电脑,电动玩具等。

    一种蒙脱土稳定钯催化剂的方法

    公开(公告)号:CN101916868B

    公开(公告)日:2013-01-02

    申请号:CN201010265868.6

    申请日:2010-08-30

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: H01M4/90 H01M4/92 B01J31/22

    摘要: 本发明提供一种蒙脱土稳定钯催化剂的方法,属于燃料电池技术领域。本发明通过离子交换将钯阳离子交换到全氟磺酸树脂插层的蒙脱土层内部,然后通过化学法将钯阳离子在蒙脱土层内原位还原成纳米钯,最后通过引入碳粉形成具有优秀的燃料电池催化剂三相界面的催化剂。本发明制备的催化剂具有催化剂稳定性好、氧还原活性高的优点,可广泛作为以氢气和甲醇为燃料的质子交换膜燃料电池的催化剂,其氧还原催化性能优于以碳为载体的Pd/C催化剂,并与英国Jonhson-Matthey公司的商业化Pt/C催化剂相当,而稳定性则明显优于碳为载体的Pd/C催化剂,可以替代Pt/C催化剂成为主要的燃料电池催化剂。

    一种高利用率燃料电池催化剂的制备方法

    公开(公告)号:CN102389823A

    公开(公告)日:2012-03-28

    申请号:CN201110251489.6

    申请日:2011-08-29

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: B01J27/02 H01M4/92

    摘要: 本发明的目的是针对现有质子交换膜燃料电池存在的催化剂中利用率较差的缺点,提供一种高利用率燃料电池催化剂的制备方法。本发明首先通过溴基化和磺酸基化将具有质子传导能力的磺酸基团引入到碳纳米管上,使碳纳米管同时具有质子和电子传导能力;然后通过化学还原的方法将铂纳米粒子沉积在碳纳米管上,使每一个铂粒子都处于燃料电池反应的三相界面上,从而达到提高燃料电池催化剂利用率、降低铂载量的目的。采用本发明制备的催化剂可应用于以质子交换膜为电解质的燃料电池,如氢氧质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池的催化剂。用本发明制造的燃料电池,广泛应用于电动汽车,各种航天器,便携式电子设备,如摄像机,笔记本电脑,电动玩具等。

    一种质子交换膜燃料电池催化剂载体的制备方法

    公开(公告)号:CN102324530A

    公开(公告)日:2012-01-18

    申请号:CN201110251462.7

    申请日:2011-08-29

    申请人: 重庆大学

    IPC分类号: H01M4/88

    摘要: 本发明提供一种质子交换膜燃料电池催化剂载体的制备方法,属于燃料电池技术领域。本发明首先采用季铵盐插层扩大蒙脱土层间距离、疏松整体结构,然后通过多元醇-水化方法将蒙脱土剥离成单层,再通过季铵盐水化反应将单层蒙脱土破碎成为50~200纳米的片层结构,最后采用纳米涂层技术将全氟磺酸树脂涂覆于蒙脱土单片层上形成具有优良质子传导能力、合适孔隙率以及独特单片层结构的燃料电池催化剂载体材料。本发明工艺简单,成本低廉,适合工业化生产,采用本发明制备的催化剂载体可广泛应用于质子交换膜燃料电池领域。