12年
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鉑碳回收,失效鉑碳催化劑回收的失效機(jī)制
鉑碳催化劑失活主要包含三種路徑:
鉑顆粒燒結(jié):高溫下(>80℃)奧斯特瓦爾德熟化導(dǎo)致粒徑從3nm增長(zhǎng)至10nm,活性位點(diǎn)減少50%以上;
碳載體腐蝕:燃料電池啟停工況(1.0-1.5V)下碳氧化生成CO?,載體質(zhì)量損失達(dá)30%;
毒物吸附:硫化物(H?S)使鉑表面形成Pt-S鍵(結(jié)合能2.3eV),完全阻斷活性位點(diǎn)。
研究顯示,汽車燃料電池堆運(yùn)行5000小時(shí)后,鉑質(zhì)量比活性(MA)從0.3A/mg降至0.1A/mg,回收價(jià)值凸顯。
鉑碳回收,微波輔助浸出技術(shù)的工藝優(yōu)勢(shì)
微波加熱在鉑碳回收中展現(xiàn)出特優(yōu)勢(shì):選擇性加熱鉑顆粒使其局部溫度可達(dá)200-300℃,促進(jìn)界面反應(yīng);電磁場(chǎng)效應(yīng)加速電子轉(zhuǎn)移,使溶解速率提高2-3倍;整體能耗降低40%以上。工業(yè)上采用多模腔連續(xù)微波反應(yīng)器,功率密度控制在5-10W/mL,溫度維持在80-90℃,浸出時(shí)間可縮短至傳統(tǒng)方法的1/3。但需特別注意微波與物料的耦合性能,可通過(guò)添加適量吸波介質(zhì)(如活性炭)來(lái)改善加熱均勻性。
鉑碳回收,鉑碳催化劑回收,鉑納米顆粒的尺寸選擇性回收技術(shù)
針對(duì)不同粒徑鉑顆粒的差異回收策略:對(duì)于<3nm顆粒,采用硫醇修飾的磁性納米粒子選擇性捕獲;3-10nm顆粒通過(guò)調(diào)控zeta電位實(shí)現(xiàn)選擇性沉淀;>10nm顆粒利用離心場(chǎng)分級(jí)收集。新研究發(fā)現(xiàn),使用樹枝狀高分子(PAMAM)作為捕集劑,可實(shí)現(xiàn)對(duì)2-5nm鉑顆粒90%以上的選擇性回收,且保持其納米特性不變。這種方法為直接回收催化活性組分提供了新途徑。
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