歡迎光臨東莞市和域戰士納米科技有限公司!
和域戰士納米科技 納米防水薄膜加工解決方案供應商

24小時咨詢熱線

0769-87989833 / 87989133

您當前的位置:Home > 新聞動態 > 行業新聞 >

超疏水超親氣體催化劑研制取得重要進展

來源:百度百科 點擊次數:171 發表時間:2020-08-13

近日,中物院二所聚變裂變混合能源研究中心在超疏水超親氣體的催化劑制備及其氫-水同位素交換反應性能研究方面取得新進展,文章發表在環境與水處理方面權威期刊JHM上。

氫-水同位素交換反應被廣泛應用于水中氫同位素的分離、含氚廢水中氚的去除以及重水的生產。和氣相催化交換反應(VPCE)相比,液相催化交換反應(LPCE)由于具有較低的能耗和較高的氫同位素分離因子,得到了研究者的廣泛關注。在氫同位素交換反應中,一個典型的問題就是常見的親水催化劑會被水滴所浸潤,導致作為反應物的水蒸氣和氫氣無法到達催化劑的反應活性位點。為了保證LPCE反應的有效性,具有疏水性能的催化劑被開發了出來,催化劑的多孔結構保證了催化劑活性位點與反應物的有效接觸。來自加拿大的W. H. Stevens等人率先制備了用于氫-水同位素交換的疏水催化劑。他們將Pt/Al2O3的表面覆以疏水的硅烷薄膜,起到了良好的疏水作用,反應的催化活性也得到了很大的提高。從此,兩種常用的催化劑被開發出來,包括Pt/SDB和Pt/C/PTFE。其中,SDB與PTFE具有良好的化學穩定性,都用作疏水的載體。然而,兩種常見的催化劑的接觸角為約110度,通過特殊的制備方式,催化劑的接觸角可以提高到132度。

盡管進一步提高催化劑的疏水性可以有效地提高催化劑的催化活性,但是接觸角大于150度的催化劑,也就是超疏水的催化劑目前還鮮有報道。目前常見的疏水催化劑有三種常見的問題。首先,以Pt/SDB 為例,疏水膜會覆蓋部分催化劑活性位點;其次,水滴會粘附在常見的疏水催化劑的表面(圖1);最后,Pt納米粒子會在長期的運行和催化劑再生過程中產生熔結,導致催化性能減弱。此外,大量的研究主要集中于優化催化劑的顆粒與分布以及催化劑中疏水載體和催化劑的組分優化。對于反應中的液滴、氣泡、和催化劑表面的動態接觸關系則少有研究。

 

 

 

圖1(A)常見的疏水催化劑Pt/SDB,水會部分覆蓋催化劑的表面,同時,氣泡會粘附在催化劑的表面。(B)超疏水,超親氣體的Pt@MIL-101/PVDF的催化劑表面排斥液體,并且吸附氣泡進入氣膜內部。

有鑒于此,本項目研究人員使用溶液法制備了一種超疏水超親氣體的Pt@MIL-101/PVDF催化劑。該催化劑的接觸角為156度,表現出了超疏水特性,有效防止了水對催化劑的浸潤(圖2)。其次,該催化劑表現出了超親氣體的特性,其氣泡接觸角約為0度,保證了氣體與催化劑的有效接觸。使用掃描電子顯微鏡和吸附特性曲線對該催化劑進行了形貌表征,進一步驗證了催化劑的多層孔狀結構。此外,MIL-101將Pt納米粒子包覆于其孔中,可以有效避免催化劑在長期使用過程中催化劑性能的減退。另外,研究人員對該催化劑的性能進行了表征,并對反應機理進行了討論。

超疏水超親氣體催化劑對氫-水同位素交換反應性能具有明顯提升作用,該種催化劑設計理念為進一步開拓高性能疏水催化劑提供了思路。

 

 

 

圖2(A)Pt@MIL-101/PVDF催化劑水滴接觸角大于150度,為超疏水。(B)完整液滴在催化劑表面滾動。(C)催化劑氣泡接觸角約為0度,為超親氣體。(D)浸沒于水中催化劑表面覆蓋一層氣膜。(E)水滴在催化劑表面彈跳。(F)氣泡迅速在催化劑表面破裂并進入多孔催化劑中。

論文標題:Superhydrophobicand superaerophilic hierarchical Pt@MIL-101/PVDF composite for hydrogen waterisotope exchange reactions。該研究得到國家磁約束聚變項目(2017YFE0301602, 2017YFE0300301, 2015GB106004)的資助。

來源:聚變裂變混合能源研究中心,如有侵權,請聯系刪除。編輯:王曉麗    編審:何佳恒
 


東莞市和域戰士納米科技有限公司,從事納米防水薄膜研發十余年,其納米防水薄膜可以改變工件表面的張力,從而影響其疏水或親水效果。納米防水薄膜綠色環保、無色無味。
和域戰士是一家專注于等離子納米防水技術的研發和生產制造企業,擁有一支出色的研發團隊。從研發、生產、推廣及銷售一體,涉及的產品有防水薄膜加工、納米防水材料及納米防水設備的銷售,應用于電子、紡織、醫療、軍工等行業。為客戶量身定制產品防水、防汗、防水腐蝕的最佳解決方案,延長產品使用壽命、增加產品穩定性,協助客戶打造更優質的產品品質!


和域戰士納米薄膜,您身邊的親水及防水專家!
公司郵箱:
marketing@hydrowarriors.com
咨詢電話:0769-8798 9133 / 8798 9833
公司官網:
www.120047.buzz
 

關鍵字:納米防水,電子防水,防水涂層,防水材料,防
?
Copyright ?2018 東莞市和域戰士納米科技有限公司 版權所有 網站備案號:粵ICP備19079256號-1 百度統計 東莞市塘廈鎮宏業北路卡妮爾科技園99A16-101號
?

微信掃一掃,關注公眾號

和域戰士公眾號二維碼
福建十一选五中奖助手 湖北十一选五怎么玩 ewin棋牌游戏作弊软件 广东快乐10分任选计划 安徽十一选五在线 重庆时时果记录3d之家 贵阳微乐捉鸡麻将下载安装安卓 斗牛游戏棋牌游戏 幸运28技巧 好彩1历史开奖结果福彩网 050期3d试机号 独行侠vs马刺直播 腾讯手机游戏 大嘴棋牌手机版官方下载 pk10赛车计划手机版 江西快三开奖数据 微乐广西麻将游戏下载