一种双电子电化学氧还原生产过氧化氢的装置和方法

    公开(公告)号:CN118600450A

    公开(公告)日:2024-09-06

    申请号:CN202410830820.7

    申请日:2024-06-26

    Inventor: 陈戈 孔德强

    Abstract: 本发明提供一种双电子电化学氧还原生产过氧化氢的催化剂层及装置。本发明通过设计质子交换膜电极来直接电解O2和H2O得到纯H2O2水溶液;设计合成了高性能的双电子氧还原(2e ORR)催化剂钴氮碳(Co‑NC),并制备阴极催化剂层用于设计的质子交换膜电极组件装置中电解实现了产生纯H2O2水溶液。其中,在阳极一侧发生水氧化(WOR)生成氢质子和氧气,氢质子透过质子交换膜到达阴极一侧,并且与阴极的氧气和电子在催化剂和离聚物的界面处发生2e‑ORR产生过氧化氢后排出电解装置,完成高效气液运输。本发明通过阴极催化剂层的多尺度设计与构建以及电解工艺的优化,有效提高法拉第效率和H2O2产率,满足工业应用的需求。

    一种湿法制备铂基贵金属催化剂的方法

    公开(公告)号:CN114471543A

    公开(公告)日:2022-05-13

    申请号:CN202210168088.2

    申请日:2022-02-23

    Inventor: 陈戈 于涵 余世明

    Abstract: 一种湿法制备铂基贵金属催化剂的方法属于多相催化领域,提供一种适用于工业化,绿色环保的高活性铂基催化剂的制备方法。用来克服现有合成方法步骤复杂,控制条件多,现有商业化铂基催化剂铂原子利用率低的缺点。本方法采用简单水热法,将前驱体的载体粉末合成前驱体材料,在采用管式炉在多种气体中煅烧最后进行研磨,造粒等操作得到高活性的Pt基催化剂材料。该材料在标准的一氧化碳氧化条件下,可以在90℃的低温条件下达到100%的一氧化碳氧化效率。此合成方法采用简单水热法合成,过于复杂的贵金属合成路线,提高了原材料的利用效率,降低了合成的成本,合成过程简单,是一条绿色简易的湿法合成路线,适用于工业大规模生产。

    一种用于海水淡化材料的制备方法及应用

    公开(公告)号:CN106277119A

    公开(公告)日:2017-01-04

    申请号:CN201610791214.4

    申请日:2016-08-31

    CPC classification number: Y02A20/128 C02F1/04 C02F2103/08

    Abstract: 一种用于海水淡化材料的制备方法及应用,涉及一种光热材料。该方法包括以下步骤:(a)提供一种光热剂的载体;(b)提供一种光热剂;(c)将光热剂均匀负载于载体上;本发明所用原料廉价易得,绿色环保,本发明所用方法简单高效,合成条件温和可控,不造成二次污染,易于规模化制备。采用本方法制备的光热材料在海水淡化的实际应用中效率高,效果好,具有良好的应用前景。

    一种金属氮碳负载高载量铂催化剂的制备方法及应用

    公开(公告)号:CN119864437A

    公开(公告)日:2025-04-22

    申请号:CN202510051354.7

    申请日:2025-01-13

    Inventor: 陈戈 孙裕昕

    Abstract: 一种金属氮碳负载高载量铂催化剂的制备方法及应用属于四电子氧还原领域。该方法包括以下步骤:首先将合成好的金属载体分散在乙二醇中超声均匀,逐滴滴入氯铂酸溶液,继续超声分散均匀,滴入氢氧化钠pH至11,搅拌2h。将反应液油浴125°反应3h,冷却至室温后加入盐酸沉降反应液,大量水洗涤后真空干燥得到目标催化剂。合成方法使用甲醇和乙二醇等相对环保的溶剂,减少了对环境的污染,使用的原材料相对廉价,且制备过程中的能耗较低,有助于降低催化剂的生产成本。制备的催化剂展现出优异的氧还原性能,具有很好的工业前景。

    一种用于直接合成过氧化氢的钯基催化剂的制备方法

    公开(公告)号:CN114534719B

    公开(公告)日:2024-05-28

    申请号:CN202210168066.6

    申请日:2022-02-23

    Inventor: 陈戈 余世明 于涵

    Abstract: 一种用于直接合成过氧化氢的钯基催化剂的制备方法属于多相催化领域,是用于以氢气和氧气为原料直接合成过氧化氢的新型钯基催化剂的方法。直接合成过氧化氢中现有的催化剂都是钯纳米颗粒,且过氧化氢产率和选择性一直很低。本发明的催化剂为二氧化钛负载的钯单原子,且贵金属钯的负载量仅为0.1wt%。该催化剂是通过将四氯钯酸钠前驱体添加到二氧化钛悬浮液中,待浸渍后离心洗涤得到。当用于以氢气和氧气为原料直接合成过氧化氢时,该催化剂的过氧化氢产率为115mol/kgcat/h,选择性大于99%,超过了以往专利报道的最高值,具有良好的工业应用前景。

    一种ALD改性CeO2催化剂的制备方法及应用

    公开(公告)号:CN117414825A

    公开(公告)日:2024-01-19

    申请号:CN202311219265.6

    申请日:2023-09-21

    Inventor: 陈戈 冯博远

    Abstract: 一种ALD改性CeO2催化剂的制备方法及应用涉及负载型金属催化剂领域。本发明通过控制合成条件制备晶体结构可控的二氧化铈,使其具备具有高活性的(110)晶面。本发明制备的CeO2@MxOy纳米催化剂具有良好的催化活性和耐高温性,且活性组分在载体表面的高度分。本发明通过控制载体表面不同层数的修饰氧化物调控催化剂的活性和热稳定性。经原子层沉积改性制备的CeO2@MxOy催化剂具有良好的催化活性及热稳定性。本发明以氢氧化钠为沉淀剂,以六水合氯化铈为前驱体通过水热法合成二氧化铈纳米棒载体。本发明以有机金属化合物为前驱体,通过原子层沉积技术(ALD)制备具有高热稳定性的CeO2@MxOy催化剂。

    一种用于电解水氧化合成过氧化氢的碳基催化剂的制备方法

    公开(公告)号:CN116162952A

    公开(公告)日:2023-05-26

    申请号:CN202310138624.9

    申请日:2023-02-20

    Inventor: 陈戈 曹会选

    Abstract: 一种用于电解水氧化合成过氧化氢的碳基催化剂的制备方法涉及电催化领域,解决现有催化剂过电位高,选择性低,产率不足,产量无法达到工业生产水平的问题。本发明采用的是高温煅烧法,通过控制材料煅烧条件,仅改变所添加聚四氟乙烯与三聚氰胺的用量比,就能得到具有3D结构形貌的高产率低过电位的碳基催化材料,更大的相对表面积及空间个异性使得电子快速传输和逸出。元素F掺杂降低了电荷转移势垒,加速了电子‑空穴的分离和迁移,量子效率显著增加,同时改变了三相界面疏水性能,有效抑制副反应,选择性得以提升。

    一种用于直接合成过氧化氢的钯基催化剂的制备方法

    公开(公告)号:CN114534719A

    公开(公告)日:2022-05-27

    申请号:CN202210168066.6

    申请日:2022-02-23

    Inventor: 陈戈 余世明 于涵

    Abstract: 一种用于直接合成过氧化氢的钯基催化剂的制备方法属于多相催化领域,是用于以氢气和氧气为原料直接合成过氧化氢的新型钯基催化剂的方法。直接合成过氧化氢中现有的催化剂都是钯纳米颗粒,且过氧化氢产率和选择性一直很低。本发明的催化剂为二氧化钛负载的钯单原子,且贵金属钯的负载量仅为0.1wt%。该催化剂是通过将四氯钯酸钠前驱体添加到二氧化钛悬浮液中,待浸渍后离心洗涤得到。当用于以氢气和氧气为原料直接合成过氧化氢时,该催化剂的过氧化氢产率为115mol/kgcat/h,选择性大于99%,超过了以往专利报道的最高值,具有良好的工业应用前景。

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