基于电催化合成双氧水的金基纳米催化剂的可控设计、制备

基本信息
批准号:21606219
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:谢妍
学科分类:
依托单位:中国科学院大连化学物理研究所
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:林欣章,胡琪,金新新
关键词:
双氧水金基纳米催化剂电催化氧气
结项摘要

Hydrogen peroxide (H2O2) is an important chemical, and widely used in chemical industry, paper making, environmental protection, textile and other fields. Presently, chemical industry needs huge amount of hydrogen peroxide, which is in situ synthesized from oxygen and hydrogen through anthraquinone route, while other fields often need small amount of hydrogen peroxide, which is provided usually by outsourcing. However, the transportation and storage of hydrogen peroxide faces a big risk due to the decomposition or even explosion of hydrogen peroxide. Therefore, it is necessary to design and prepare novel catalysts and develop new procedure for in situ synthesis of hydrogen peroxide. In this project we will utilize carbon supported gold-based nanoparticles as the catalysts to in situ synthesize hydrogen peroxide in small scale from oxygen and water through electrocatalytic route. We will synthesized a series of gold-based nano-catalysts by carefully tuning the size size of Au nanoparticles, doping Pd element, and selecting suitable carbon materials as supports. Finally, we will focus on gold particle size effect, doping effect, the interaction mechanism between gold nanoparticles and carbon materials, and establish the internal relation between the structure and catalytic properties of gold-based nanocatalysts. Through this research, high efficient gold-based nanocatalyts might be prepared and used to highly efficiently catalyze the electrocatalytic synthesis of hydrogen peroxide from oxygen and water.

双氧水(又称过氧化氢)是一种非常重要的化学品,广泛用于化工、造纸、环保、纺织等领域。目前,双氧水在化工领域使用量较大,主要通过蒽醌法进行大规模合成,而在其它领域使用量通常较小,主要通过外购途径解决。然而,双氧水运输、储存面临较大风险,因为其易分解甚至引起爆炸。因此,急需合成新型催化剂并发展配套新工艺,就地合成双氧水,供相关领域使用。本项目拟选择碳负载金基纳米颗粒作为催化剂,通过电催化氧气-水路线,小规模就地合成双氧水。通过调控金颗粒尺寸、掺杂钯元素、选择合适碳材料做载体,制备出一系列金基纳米催化剂。通过深入研究金颗粒尺寸效应、掺杂效应、金颗粒与碳载体相互作用机制,建立金基纳米催化剂与其电催化活性的构效关系,最终制备出高效催化剂用于双氧水合成。

项目摘要

过氧化氢(H2O2)在基础研究和应用研究中均被视为一项关键的研究课题。 在该项目中,我们尝试通过尺寸聚焦法和H2等离子体还原法合成具有尺寸可控的金基催化剂。 筛选出合适的金属氧化物和商业炭黑作为催化剂的载体。 另外,通过调节Au的尺寸,制备出一系列金基纳米催化剂,并在合适的碳载体上掺杂Pd,制备出金钯催化剂。 我们研究了合成参数对催化剂制备的影响。 此外,我们还探讨了金与载体的相互作用,金的尺寸效应以及掺杂效应对电催化活性的影响。 通过这项研究,我们基本证实了金基催化剂在三电极体系中能够表现出高效的过氧化氢产出性能。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
3

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
4

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019
5

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

上转换纳米材料在光动力疗法中的研究进展

DOI:
发表时间:2017

谢妍的其他基金

相似国自然基金

1

基于金属有机框架化合物设计制备高活性碳基纳米电催化剂

批准号:51772283
批准年份:2017
负责人:陈乾旺
学科分类:E0203
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

基于纳米多孔金薄层电极的直接硼氢化钠/双氧水燃料电池的设计与制备

批准号:20906045
批准年份:2009
负责人:刘建国
学科分类:B0809
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
3

多级结构中空纳米纤维负载金基双金属催化剂的可控合成及其应用研究

批准号:21473027
批准年份:2014
负责人:邢艳
学科分类:B0202
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
4

可控晶面纳米催化剂局域化设计合成

批准号:21673046
批准年份:2016
负责人:贺鹤勇
学科分类:B0202
资助金额:66.00
项目类别:面上项目