催化剂分解水，水催化剂加热是什么反应

为了鼓励讨论和分享，请在阅读文章前点击“关注”。为了回报您的支持，我们每天都会更新优质内容。本实验中，基于上述催化剂设计原理，我们采用导电性能优异的碳布作为基底，利用氯钯酸与六氰钴酸钾形成的氰化钯钴胶体的特性，将其包裹在碳表面。将均匀涂有氰化钯钴粘合剂的碳布在250的水热条件下用反应器中产生的蒸汽处理，制得含有微量CoOOH的Pd/Co3CVCC催化剂。

整个合成过程非常简单易行，不使用有毒或刺激性气体，合成的Pd/Co34/CC电极在酸中进行连续电化学循环伏安扫描，在此过程中催化剂中的钴逐渐形成溶解后催化剂的形貌也发生了很大变化，Pd的活性位点完全暴露出来，大大提高了催化活性。

该贵金属催化剂合成路线不仅显着降低了贵金属含量，而且保证了催化剂的活性。

实验设备包括KQ218超声波清洗装置(昆山市昆山超声波仪器有限公司)、TF-55035C-1管式加热装置(美国Thermo公司)、X射线衍射仪(美国飞利浦公司)。会出现。

IKA磁力搅拌器（广州亿科实验室技术有限公司，广州）；单板分析天平（北京赛多利斯仪器有限公司，北京）；101系列电动恒温数显鼓风干燥箱（上海业拓仪器有限公司） .上海）；S4800场发射扫描电子显微镜（日本日立）；JEOL2000透射电子显微镜（FEI，美国）。

参比电极采用232饱和甘汞电极（上海仪器科学仪器有限公司，上海），cm电化学分析仪（上海辰华仪器有限公司，上海），BCD-196TDSA海尔冰箱（上海仪器科学仪器有限公司，上海）。青岛海尔股份有限公司）曾用过。有限公司，青岛）；多模式原子力显微镜（德国布鲁克）；

实验试剂：氯化钯（PdCl2，分析纯，国药集团化学试剂有限公司，上海）；六氰钴酸钾（K3C(CN)6，分析纯，国药集团化学试剂有限公司，上海）；无水乙醇（ C2H6，分析纯，国药集团化学试剂有限公司，上海），浓硫酸（H2SO4，98%，沉阳历城化工厂，沉阳）。

浓盐酸（HC1，37%，沉阳力辰化工厂），浓硝酸（HN03，65%，上海国药化学试剂有限公司），碳布（CC，深圳纳港有限公司）；聚乙烯亚胺（PEI），Mw2.5X104Da，Aldrich，美国）；除非另有说明，实验用水均为去离子水。

CC/PEI 的制备：将碳布（CC）在丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗各10 分钟，然后将其放入烘箱（空气）中干燥。将清洁后的CC 放入浓H2SO4 和浓HNO3 中。体积比3:1 在混酸溶液中浸泡2小时，去离子水洗涤，干燥备用，将上述混酸处理过的CC在1wt% PEI水溶液中浸泡5小时，洗涤，干燥后使用。制备将水溶液等分并与2:1 混合以形成氰基凝胶。

接下来，将经过PEI处理的碳布（CC）浸入称量瓶中，待吸附量饱和后，取出干燥，重复上述浸入3次，用水洗涤除去未结合的盐类，称重。在60C 的烘箱中加热并计算氰化物粘合剂的装载质量。

Pd/Co34/CC的制备将干燥的氰基凝胶/CC直立于热水釜内衬上，向内衬体积为31mL的反应釜中加入3mL去离子水，用饱和氮气除去内部空气。不同温度条件接下来反应2小时。

测试方法：所有电化学测试均使用铂片作为对电极，饱和糖束电极作为参比电极。循环伏安曲线位于电势范围内（-0.2 至1.0V vs. SCE）。偏振曲线在以下条件下测量：准平衡条件为氮饱和0.5molU1H2SO4，扫描速率5mVs4，所有极化曲线均根据阻抗进行IR校正。

常压蒸汽温度的影响由于反应器内高温产生高压蒸汽，压力对水热反应速率和产物组成影响较大，因此本研究采用250。常压下，以制备的样品作为对照组，考察高压下水蒸气对催化剂HER催化活性的影响。

控制釜内压力为1个大气压。在不同温度下合成的样品被标记为S-150C、S-180C、S-200C和S-250C。以5 mVf的扫描速率测量不同温度下0.5 molI/1硫酸溶液中的阴极极化曲线。

可以看出，随着制备温度的升高，所制备的催化剂的活性不断提高。我们选择250作为常压，因为在常压250下制备的样品显示出HER催化剂的最高催化活性。 水蒸气实验的最佳温度。

-30- 另外，在高压蒸汽温度优化实验中，为了保证反应容器的充满程度（影响热液容器的充满程度），热液中的纯水量测试在与样品固定在3ml时相同的条件下进行。 （反应容器内的压力）不改变。目的是研究温度对水热产物催化活性的影响。

通过测试不同温度合成的Pd/Co34/CC在0.5 molL-1硫酸溶液中的极化曲线，发现合成的催化剂的电催化活性随着温度的逐渐升高而显着增加，我了解到这一点。

由于市售高温水热锅的最高温度高达250，因此在后续实验中将最佳反应温度设定为250，并将在250高压下制备的样品命名为H-Pd/Co34/CC. 将完成。

d和d分别为常压和高压制备的催化剂在250下的X射线衍射图，仅在40.36处出现较弱的Pd元素(111)衍射峰。 250加压蒸汽处理后得到的H-Pd/Co34/CC具有尖锐的Pd(111)衍射峰，强度高。

另外，Co34(III)和(311)衍射峰出现在19.24和37.25处(并且在50.47处出现弱的(015)衍射峰。对比大气水蒸气250样品的XRD，高压可以看出，250蒸汽处理后形成的产物含有较多的Pd元素。

Co3O4的存在是250高压蒸汽在酸中连续循环伏安处理后催化活性增强的重要原因。

酸处理的效果。常压、250制备的样品在0.5 mol U1H2S4中经过不同次数的循环伏安扫描后的极化曲线比较。随着扫描圈数的增加，样品的HER催化活性增加。可以看出，经过200个循环伏安处理后，当扫描循环次数继续增加时，HER催化活性没有明显变化。

当电流密度达到100mAcm_2时，所需的过电压变为150mV。这是在相同条件下测试的H-Pd/Co34/CC极化曲线的比较。随着扫描周期数的增加，HER 的初始过电势降低。同时，电流密度达到100mAcnf2所需的过电压也逐渐降低。

400次循环时，当电流密度达到100 mAcm_2时，H-Pd/Co34/CC4QQ的过电势为130 mV，但循环伏安400次循环后，过电势并没有随着扫描循环次数的增加而发生太大变化，最终导致了过电势的死亡。

由上可以看出，高压下合成的H-Pd/Co34/CC4GG样品效果较好，因此在接下来的研究中，我们将重点关注H-Pd/Co3的XRD表征（VCC和酸处理） 。 重点。在酸性溶液中多次电化学循环伏安扫描后，Pd的（111）、（200）、（220）和（311）晶面的衍射峰明显增强。

然而，图中没有看到C34的特征峰，要么是因为：酸处理过程中大部分Co溶解了，要么是因为晶体衍射中没有观察到C304的非晶结构。

SEM表征从电镜和图1）对应的Y311(^1/(:)可以看到有。连接Co-CN-Pd氰化物粘合剂、覆盖物。

高压蒸汽处理后得到的Pd/C34/CC样品的电镜图3.4c和d显示，经过高压高温蒸汽处理后，样品原本非常平整致密的表面发生了变化。颗粒被分成几种不同直径，大小约为10纳米，均匀分布在碳布表面。

在0.5molI/1 H2SO4中，经过400个循环伏安循环后得到Pd/Co34/CC_样品。当在电子显微镜和各种放大倍数下观察时，可以清楚地看到右侧的表面更加不平坦。这张照片显示，表面由许多小颗粒组成，并含有许多缺陷，这些缺陷是由于酸过程中钴的溶解造成的，这可以通过后续的XPS分析来证明。

TEM 表征为了进一步研究酸性溶液中循环电位扫描对催化剂形貌和组成的影响，本实验进行了表征图3.5a H-Pd/Co3CVCC 的循环伏安处理Pd 的TEM 图对比/Co34/CC4在酸中显示，酸处理前后催化剂形貌变化明显，这与之前的SEM分析结果相吻合。

0.223nm和0.243nm的面间距值分别对应于Pd的(111)晶面和Co304的(311)晶面，并且通过选区电子衍射也证实了Pd和Co34的存在。水蒸气后处理后制备的样品确实是H-Pd/Co3CVCC，该结果与XRD分析结果一致。

在相应的元素分布中可以看到大量的Pd元素，但该元素的分布位置与Co元素重合，并且以氰化物凝胶为前驱体制备的催化剂中Pd和C304均匀分布，可以看到这是。

在连续电位扫描后获得的样品的HRTEM（和c）和SAED中，仅观察到Pd的（111）和（200）晶面，没有发现匹配的氧化钴晶面。分布图介质中Co的相对强度也很小。

另外，酸处理后得到的H-Pd/C3CVCC4()0催化剂中，Pd的分布由块状聚集体变为均匀分散的簇状，并且还含有少量的钴元素。可能存在痕量的无定形氧化钴。

0元素的分布与Pd元素的分布一致，这可能是因为处理过程中外部的少量Pd被氧化形成PdO，而大部分C304发生了电化学酸溶解。接收它。与XRD 表征结果一致。

XPS 表征是样品的XPS 光谱。可以看出，主峰为CI、Co2p、Ols、Pd3d、Nls。众所周知，CI 峰值典型为284.6eV。在酸性溶液中连续循环伏安后，C=0峰出现在eV处。这是由于酸处理时碳布表面的一小部分被氧化造成的。

蒸汽处理后样品中344.4eV和338.6eV对应的Pd3d3/2和Pd3d5/2峰比蒸汽处理前的343.7eV和339.1eV处于更高的能级，表明二价Pd发生了迁移。单质材料向Pd 的转化证实了XRD 分析中产生Pd 单质材料的结论。

在酸中进行循环伏安扫描后，与蒸汽处理后相比，Pd3d3/2 和3(1^2) 的能级下降。这是因为在电化学氧化过程中一小部分元素Pd被氧化。

循环伏安处理前H-Pd/Co34/CC催化剂的Co2p信号表明，Co元素的2p峰在蒸汽处理前后发生了显着变化。 Co2p峰两侧的峰被认为是Co2+和Co3+，它们的位置已在图中标记出来（分别对应于797.4eV和781.6eV处的Co2p3/2和Co2p1/2）。移动到更高的能量水平。

这是因为Co 和Co 之间的强电子相互作用将峰移至更高的能级。循环伏安后Co2p峰的消失与XRD分析一致。对于OIs峰，如图所示，出现在3.7f、532.5eV和531.6eV处的峰分别归因于Co-O和Co-OH的O元素。

将779.75eV处的峰与标准光谱进行比较，确认为C 3 O 4 状态的Co形成的峰。循环伏安后，钴信号消失，表明C304在此过程中溶解。 XPS结果与XRD分析结果一致。这表明催化剂在酸中循环伏安扫描400个循环后，催化剂中大部分过渡金属Co溶解，仅剩下Pd。

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