17年(nián)專注(zhù)鋰(lǐ)電池定製

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來源:邦(bāng)立威    2020-03-03    點擊量:143
科羅拉多大學J. Will Medlin教授(shòu)J. Am. Chem. Soc.:控製(zhì)有機單分子膜金屬催化劑鍵合強度用於CO2還原

通過(guò)逆水煤氣變換(RWGS)反應(yīng)催化CO2轉化製備CO,是許多重要工業過程(如費托合成)的重要原料(liào),該過程可以減少CO2排放,從而取代化石燃(rán)料實(shí)現可持續碳循環。對於常壓下RWGS轉化CO2反(fǎn)應,最普遍的機理是CO2在(zài)負載型催化劑金屬/氧化物界麵上的吸附和活化,然(rán)後加氫和/或解離形成化學吸附CO,再通過解吸形成(chéng)所需的產物,或(huò)者進一步加氫形成CH4
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然(rán)而(ér),同(tóng)時控製這些關鍵表麵物種的結合強度是極具挑戰性的。為(wéi)了在較溫(wēn)和的條件下高效地製備CO,研究人員采用了多種策略製備(bèi)多功(gōng)能催(cuī)化劑和/或控製負載金(jīn)屬(shǔ)團簇的大小,甚至可以控製(zhì)到原子分散級別(bié)。然而,在許多(duō)情況下(xià),上述方法需(xū)要複雜或(huò)昂貴的(de)催化劑合成步驟。

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在本文中,科羅拉多大(dà)學J. Will Medlin教授課題(tí)組提出了一種新方法,通過在催化劑載體上沉積(jī)有機單層膜,采用單一的自組裝(zhuāng)步驟來控製(zhì)負載金屬催化劑(jì)上(shàng)的CO2吸(xī)附(fù)和CO解(jiě)吸,其中負載(zǎi)型Pt和Pd催化(huà)劑上的膦酸單分子膜(mó)結合可以通過載體效應減弱CO的結合。雖然CO吸附減弱通常伴(bàn)隨(suí)著CO2吸附和活(huó)性降低,但通過在改性膜(mó)上控製引入堿性(xìng)胺功能,可以(yǐ)使其恢複較強的CO2吸附和加氫活性。因此,表麵和空間(jiān)相(xiàng)互作用(yòng)都(dōu)可以通過有機改性劑的設計來控製,在經過表麵改性(xìng)後,催化劑的(de)選擇性(轉化(huà)率接(jiē)近50%時可達99%)和共產率(lǜ)均有明顯(xiǎn)提高,此外,催(cuī)化劑的失活率也顯著降低。

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