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Pd/C作为一种高效的催化剂,具有高催化活性、良好的化学稳定性和可调控性等特点,在有机合成、燃料电池、环境保护等领域有广泛的应用前景。尽管Pd/C催化剂具有许多优点,但仍存在一些缺点,例如成本高、毒化问题、反应条件限制、催化剂失活以及碳基质的限制等问题,这在实际的应用中需要进行综合考虑,并采取相应的措施来解决这些问题,以提高Pd/C催化剂的应用效果和经济性。因此,本文通过探究不同形貌的Pd纳米颗粒和对碳纳米纤维膜进行掺杂改性处理,从而得到高催化活性的钯碳纳米纤维膜（CNF）。本文的研究内容如下:（1）本文以二酐（PMDA）和二胺（ODA）为单体进行缩聚反应,形成PAA纺丝胶液,通过静电纺丝技术、高温亚胺化和碳化工艺来制备碳纳米纤维膜,其次,采用化学还原法,分别制备了16.5 nm的立方Pd纳米颗粒和13.5 nm的球形Pd纳米颗粒。然后采用浸泡法将Pd纳米颗粒负载到处理过的碳纳米纤维膜上。通过电化学测试,结果表明样品Pd/CNF的立方Pd颗粒载碳纳米纤维膜具有更高的起始电位和半波电位,分别为0.715 V和0.615 V,进行抗甲醇和循环稳定性测试,其电流保留率有90%,在循环稳定性测试中,Pd/CNF电位的衰减了0.008 V,通过与商业Pd/C进行对比,Pd/CNF表现出的综合电化学催化性能更优。（2）为了提高碳纳米纤维膜的比表面积,制备多孔钯碳纳米纤维膜,在上述工艺的基础上进行优化,提出了将聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为造孔剂掺杂到碳纳米纤维膜中进行比表面积的改性。研究结果表明,PVP的掺杂使碳纳米纤维膜表面呈现出明显的粗糙度,通过对三种含量PVP的碳纳米纤维膜进行N2吸附-脱附测试,得到样品CNF-PVP-1、CNF-PVP-2和CNF-PVP-3的比表面积分别为354 m2·g-1、390 m2·g-1和401 m2·g-1,随着PVP含量的增加碳纳米纤维膜的比表面积也逐渐增大。通过电化学催化性能测试,结果表明,在不同比例的多孔钯碳纳米纤维膜中,含量20%PVP的样品Pd/CNF-PVP-2呈现出的电化学性能是更优的,起始电位和半波电位分别比Pd/CNF正移0.045 V和0.019 V,其循环稳定性能和抗甲醇性能与Pd/CNF相比,两者相差甚微,因此,掺杂PVP的多孔钯碳纳米纤维膜样品Pd/CNF-PVP-2进一步提高了其电化学催化性能。（3）在多孔碳纳米纤维膜的基础上,提出通过掺杂的方式来提高其电导率,制备出一种导电多孔碳纳米纤维膜。采用Super-P作为导电剂进行掺杂改性,探究Super-P掺杂制备的导电多孔钯碳纳米纤维膜对其电化学催化性能的影响。研究结果表明,制备的样品CNF-SP-1、CNF-SP-2和CNF-SP-3的电导率分别为445 S/m、462 S/m和480 S/m,随着Super-P的含量提高,碳纳米纤维膜的导电率也逐渐提高。通过对制备的钯碳纳米纤维膜进行电化学催化性能测试,结果表明,样品Pd/CNF-SP-2呈现出的起始电位和半波电位更高,分别为0.765 V和0.647 V,然后对其进行抗甲醇和循环稳定性测试,结果表明了在循环3000个电位周期后,电位负平移了0.021 V,在1000 s的计时电流测试中,电流仍有83%的保持率,抗甲醇性能略有下降,结果表明了Pd/CNF-SP-2在提高催化活性的同时,也能保持良好的稳定性。

关键词：静电纺丝聚酰亚胺钯纳米颗粒导电多孔钯碳纳米纤维膜电化学催化性能

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教材结构中的“双碳”教育融通点及分析策略——以湘教版高中地理教材为例

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中学地理教学参考 2024年第29期 37-40页

作者：易品君秦年秀汪军能廖树山东莞市第十一中学南宁师范大学地理科学与规划学院柳州市教育科学研究所

高中地理课程是开展“双碳”教育的重要阵地,但由于相关研究较少、地理课时紧张,直接开展“双碳”专题教学存在困难,然而通过分析地理教材结构中的“双碳”教育融通点则可以更高效地在地理教学中融入“双碳”教育。文章以湘教版高中地... 详细信息

高中地理课程是开展“双碳”教育的重要阵地,但由于相关研究较少、地理课时紧张,直接开展“双碳”专题教学存在困难,然而通过分析地理教材结构中的“双碳”教育融通点则可以更高效地在地理教学中融入“双碳”教育。文章以湘教版高中地理教材为例,对教材的知识结构、能力结构和德育结构进行了分析,明确了恰当的“碳循环”融通点,进而在原有教学思路的基础上融入了“双碳”教育。最后,文章提出了“双碳”教育融通点分析策略:立足教材结构,有机融入“双碳”;把握时代要素,创设真实情境;强化实践指向,设计多样活动。

关键词： “双碳”教育教材结构融入策略地理教学

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