【摘要】：納米催化同時(shí)具有均相催化高活性,高選擇性和多相催化催化劑易分離、可回收的優(yōu)點(diǎn),引起化學(xué)及材料科研工作者的廣泛關(guān)注。在催化研究領(lǐng)域,催化劑結(jié)構(gòu)與催化活性、穩(wěn)定性之間的構(gòu)效關(guān)系一直是研究的焦點(diǎn)和亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問題。隨著納米合成技術(shù)的發(fā)展,人們已經(jīng)可以控制合成出各種尺寸均一、形貌可控、晶面可調(diào)的納米結(jié)構(gòu),這就為上述構(gòu)效關(guān)系的研究提供了理想的模型催化劑。本論文中,我們以過渡金屬及金屬氧化物納米催化劑作為研究對(duì)象,系統(tǒng)表征納米材料的形貌、晶型、比表面積、化學(xué)吸附等結(jié)構(gòu)特性,并著重探索與活性中心分散度、金屬-載體相互作用和表面電子狀態(tài)相關(guān)的催化劑構(gòu)效關(guān)系,依次開展以下四個(gè)工作:1.我們利用一鍋法多醇反應(yīng)制備出高分散度,高穩(wěn)定性的內(nèi)負(fù)載型M-E_xO_y復(fù)合納米材料。與傳統(tǒng)的表面沉積催化劑相比,內(nèi)負(fù)載型催化劑在液相催化反應(yīng),如芳硝基化合物加氫反應(yīng)中,顯示出更高的活性和穩(wěn)定性。該合成方法可增加金屬活性位點(diǎn)的負(fù)載量并保持其良好的分散性,因而有助于其在高通量催化反應(yīng)中的應(yīng)用。此外,通過保護(hù)性刻蝕反應(yīng)擴(kuò)增介孔使底物分子更容易接觸到活性位點(diǎn),可以進(jìn)一步提高催化活性。2.通過在LDO合成的各個(gè)階段引入Ni前驅(qū)體,獲得一系列高比表面積、高分散度的Ni/LDO納米片催化劑。其中,基于浸漬LDH納米片制備的Ni/LDO催化劑,相比于其他幾種催化劑,展現(xiàn)出更強(qiáng)的金屬-載體相互作用,有效抑制了催化反應(yīng)中Ni納米顆粒的團(tuán)聚和生長,因而在干氣重整甲烷反應(yīng)中表現(xiàn)出更高的活性和穩(wěn)定性。3.我們利用高溫多醇反應(yīng)合成Cu_2O納米球,并通過空氣中的控溫煅燒,氧化形成一系列Cu_2O-CuO空心納米球催化劑。當(dāng)Cu~(2+)/Cu~+為7.2時(shí),催化劑在CO氧化反應(yīng)中展現(xiàn)出最高的催化活性。在研究表面吸附和催化活性的基礎(chǔ)上,提出了Cu_2O與CuO的協(xié)同催化機(jī)理,并解釋了Cu_2O-CuO催化劑高活性、高穩(wěn)定性以及Cu_2O納米球催化劑自活化作用的內(nèi)因。4.利用液相合成方法,表面摻雜,焙燒獲得了一系列表面電子狀態(tài)不同的Co_3O_4納米催化劑。通過表面分析發(fā)現(xiàn),具有較高Co~(3+)/Co~(2+)比例的Co_3O_4納米催化劑,能降低CO吸附并避免催化劑失活,因而具有高活性和穩(wěn)定性。
【圖文】：

華東師范大學(xué)博士學(xué)位論文自 SBA-16 中間層的成分效應(yīng)被認(rèn)為有助于在 NiCe/SBA-16 Ni 顆粒。NiCe/SBA-16 催化劑對(duì)甲烷干重整顯示出理想的還iCe/SBA-16 催化劑中具有 Ce3+的二氧化鈰抑制了 SBA-16 骨架制了隨后的干氣重整甲烷中的 Ni 燒結(jié)。Ni 和二氧化鈰之間的限制 Ni 的生長，還會(huì)降低 Ni 金屬和二氧化硅表面的緊密接觸起的 SBA-16 骨架的坍塌。

華東師范大學(xué)博士學(xué)位論文熱合成法是制備納米氧化物的高效的方法之一。目前已有 Co3O4, Fe3O4, 合成的報(bào)道。例如，Li 等人[49]利用 Co(CH3COO)2·4H2O 為前驅(qū)體，加入 N溶液，，在高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)前驅(qū)體和 NaOH 比例，獲得了立方角八面體，正八面體的 Co3O4。這種不同形貌的 Co3O4暴露出不同的晶面電化學(xué)分析，正八面體 Co3O4表現(xiàn)出最好的電化學(xué)活性。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O643.36;TB383.1

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本文編號(hào)：2711490