电化学催化加氢处理木质素模型物与电化学析氧的耦合

批准号:
21706081
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
22.0 万元
负责人:
申益
依托单位:
学科分类:
B0811.生物质转化与轻工制造
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
何其、王文霞、朱子沛、周咏芳、龚斌、李玲
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中文摘要
能源危机与环境恶化是当今世界面临的两个重大挑战。作为一种可持续性能源与化学品来源,木质素的高效转化与利用对解决能源与环境问题具有重大意义。本项目拟构建一类新型的自支撑电极,实现木质素模型物电催化加氢(阴极)与电化学析氧(阳极)的耦合。自支撑电极以多元金属MNiCu (M为Pt, Rh或Pd) 纳米颗粒为活性组分,负载于碳纳米纤维/碳毡三维多尺载体。以苯酚、愈疮木酚、儿茶酚、4-甲基苯酚为木质素模型物,重点考察自支撑电极组成、催化剂颗粒结构对底物的电催化加氢活性,阐明电极的构效关系;研究实验条件(如电解质组成、底物浓度等)对木质素衍生物转化的影响;期望优化后的自支撑电极具有较好的电化学性能(能量效率、电流密度)与催化活性(反应速率、选择性)。鉴于我国木质素利用现状,上述应用基础研究工作的适时开展对我国木质素的高效转化与利用具有重要意义。
英文摘要
Nowadays, it is a global challenge to address energy crisis and environmental pollution. Being a sustainable energy carrier and green source of chemicals, lignin and its derivatives have been of paramount importance to address these two issues. This project aims to fabricate a new type of self-standing electrodes and subsequently design an electrolysis process which couples electrochemical catalytic hydrogenation (ECH) of lignin model compounds in the cathode with water oxidation in the anode. The self-standing electrodes consist of active MNiCu (M=Pt, Rh, Pd) nanoparticles supported by three-dimensional carbon nanofibers/carbon felt. Using phenol, guaiacol, 4-cresol and catechol as model compounds, the ECH activity of the electrodes are explored. Emphasis was placed on correlating the structures of the electrodes with their catalytic activity. The effects of experimental conditions such as the composition of electrolyte, concentrations of substrates, etc on the conversion of lignin model compounds will be studied. It is expected that the optimized electrodes show outstanding electrochemical (e.g. energy efficiency and current density) and catalytic (reaction rate and selectivity) performance. Considering the limited utilization of lignin in China, this project could be of significance to pave a new routine to conversion and utilization of lignin and its derivatives.
能源危机与环境恶化是当今世界面临的两个重大挑战。作为一种可持续性能源与化学品来源,木质素的高效转化与利用对解决能源与环境问题具有重大意义。本项目拟构建一类新型的自支撑电极,实现木质素模型物电催化加氢(阴极)与电化学析氧(阳极)的耦合。自支撑电极以多元金属MNiCu (M为Pt, Rh或Pd) 纳米颗粒为活性组分,负载于碳纳米纤维/碳毡三维多尺载体。以苯酚、愈疮木酚、儿茶酚、4-甲基苯酚为木质素模型物,重点考察自支撑电极组成、催化剂颗粒结构对底物的电催化加氢活性,阐明电极的构效关系;研究实验条件(如电解质组成、底物浓度等)对木质素衍生物转化的影响;基于该项目的实施,培养硕士研究生2名,本科生3名,发表高水平论文15篇,申请专利5项,圆满完成项目申请书设定目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.foodchem.2018.09.111
发表时间:2019-03
期刊:Food chemistry
影响因子:8.8
作者:Yaotian Peng;Yi Shen;Moyan Ge;Ziyan Pan;Weiming Chen;Bin Gong
通讯作者:Yaotian Peng;Yi Shen;Moyan Ge;Ziyan Pan;Weiming Chen;Bin Gong
Deactivation of bimetallic nickel-copper alloy catalysts in thermocatalytic decomposition of methane
双金属镍铜合金催化剂在甲烷热催化分解中的失活
DOI:10.1039/c8cy00339d
发表时间:2018
期刊:Catalysis Science & Technology
影响因子:5
作者:Shen Yi;Ge Moyan;Lua Aik Chong
通讯作者:Lua Aik Chong
Exceptional Performance of Hierarchical Ni–Fe (hydr) oxide@NiCu Electrocatalysts for Water Splitting
多级Ni-Fe(氢)氧化物@NiCu水分解电催化剂的卓越性能
DOI:10.1002/adma.201806769
发表时间:2019
期刊:Advanced materials
影响因子:29.4
作者:Yongfang Zhou;Zixu Wang;Ziyan Pan;Le Liu;Jingyu Xi;Xuanli Luo;Yi Shen
通讯作者:Yi Shen
Selective electro-oxidation of glycerol over Pd and Pt@Pd nanocubes
Pd 和 Pt@Pd 纳米立方体上甘油的选择性电氧化
DOI:10.1016/j.elecom.2018.04.012
发表时间:2018-05
期刊:Electrochemistry Communications
影响因子:5.4
作者:Zhou Yongfang;Shen Yi
通讯作者:Shen Yi
Nickel-Copper Alloy Encapsulated in Graphitic Carbon Shells as Electrocatalysts for Hydrogen Evolution Reaction
石墨碳壳封装的镍铜合金作为析氢反应的电催化剂
DOI:10.1002/aenm.201701759
发表时间:2018-01-15
期刊:ADVANCED ENERGY MATERIALS
影响因子:27.8
作者:Shen, Yi;Zhou, Yongfang;Xi, Jingyu
通讯作者:Xi, Jingyu
甘油电化学转化与电化学析氢耦合
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:申益
- 依托单位:
国内基金
海外基金
