發(fā)布時間：2022-11-11 19:38

　　能夠從原子或者分子尺度理解并調控物質的性質是材料科學中取得科學和技術進步的關鍵所在。CuO納米復合材料在工業(yè)催化領域能展現(xiàn)出較高的催化活性,這與材料的原子、電子結構密切相關。因此利用第一性原理方法開展CuO復合材料的基礎理論研究對于開發(fā)出新型、高效的CuO基催化劑材料具有重要的理論與實際意義。本論文以Ag摻雜的CuO復合材料為研究對象,采用基于密度泛函理論的第一性原理方法,研究了摻雜Ag對CuO的晶體結構、電子結構、吸附性能與催化性能的影響。為提高CuO復合材料的催化性能,以及開發(fā)可控的制備工藝提供理論指導。論文以CuO（111）表面為基礎,研究了Ag原子在表面上的摻雜行為,并計算了每種摻雜模型的結合能與生成焓。計算結果表明:當Ag原子替位摻雜表面的Cu₁原子后所形成的結構是最穩(wěn)定的;態(tài)密度的分析結果表明,摻雜的Ag原子會與表面的O原子形成新的Ag-O鍵;布局分析的結果顯示,Ag原子的摻雜提高了CuO（111）表面的化學活性,為該表面上發(fā)生的吸附、催化反應提供了較好的化學環(huán)境。在上述模擬計算的基礎上,通過對NO小分子的吸附性能計算,闡明了Ag原子的摻雜對CuO吸附... 

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 CuO納米復合材料在催化領域的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 CuO納米復合材料在催化領域的主要研究進展
        1.2.2 CuO納米復合材料在催化領域的主要應用
    1.3 第一性原理研究在貴金屬摻雜的復合材料中的應用
        1.3.1 Au的摻雜
        1.3.2 Ag的摻雜
        1.3.3 Pt的摻雜
        1.3.4 Pd的摻雜
        1.3.5 Rh、Ru、Ir及Os的摻雜
    1.4 Ag/CuO納米復合材料的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究的內容
    1.6 本文研究的目的和意義
第二章 研究路線與方法
    2.1 研究路線
    2.2 計算相關理論及軟件介紹
        2.2.1 第一性原理
        2.2.2 密度泛函理論
        2.2.3 計算軟件及使用模塊介紹
    2.3 實驗材料與設備
第三章 Ag/CuO復合材料的第一性原理研究
    3.1 Ag/CuO復合材料的晶體結構模型與計算方法
        3.1.1 體結構模型及計算方法
        3.1.2 表面結構模型及計算方法
        3.1.3 模型及計算方法的可靠性分析
    3.2 Ag原子在CuO(111)表面上的摻雜
    3.3 NO小分子在CuO(111)表面及Ag/CuO(111)表面上的吸附
    3.4 過氧化氫在CuO(111)表面與Ag/CuO(111)表面上的分解反應
        3.4.1 過氧化氫、OOH在CuO(111)表面與Ag/CuO(111)表面上的吸附
        3.4.2 水分子、OH、H及O在CuO(111)表面上的吸附
        3.4.3 水分子、OH、H及O在Ag/CuO(111)表面的吸附行為
        3.4.4 Ag原子的摻雜對CuO(111)表面上過氧化氫分解反應的影響
    3.5 本章小結
第四章 Ag/CuO復合材料的合成及表征
    4.1 Ag/CuO復合材料的合成
    4.2 Ag/CuO復合材料的表征
        4.2.1 物相分析
        4.2.2 TEM分析
        4.2.3 XPS分析
    4.3 Ag/CuO復合材料對過氧化氫分解反應的催化性能分析
    4.4 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄:攻讀碩士學位期間發(fā)表論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]納米氧化銅催化2-芳基取代酞嗪酮的合成反應研究[J]. 張金,馬宇強,馬養(yǎng)民,楊秀芳,羅力文,史天彩.  陜西科技大學學報. 2017(06)
[2]花狀氧化銅催化降解甲苯的性能研究[J]. 張璇,廖銀念,羅云,全咚咚,蘇玉紅,趙夢奇.  環(huán)境科學與技術. 2017(08)
[3]納米氧化銅與氧化錫復合物（SnO2-CuO）催化劑的制備及CO2電催化還原性能研究[J]. 馬承愚,孫唯,查向浩,范夢陽,張晏靜.  功能材料. 2017(04)
[4]紡錘型CuO/CeO2催化劑CO還原NO催化性能的研究[J]. 黃慶慶,李斌,董麗輝,張飛躍,范閩光.  廣西大學學報(自然科學版). 2016(06)
[5]中國稀貴金屬材料技術進展[J]. 王懷國,史文方,聶祚仁,張勁松.  科技導報. 2016(17)
[6]Pd4四面體摻雜石墨烯儲氫的第一性原理計算[J]. 劉亞麗,史長城.  重慶理工大學學報(自然科學). 2016(07)
[7]貴金屬的應用進展[J]. 張文毓.  中國金屬通報. 2016(04)
[8]Pt和Au修飾銳鈦礦型TiO2（101）面的第一性原理研究[J]. 馬新國,嚴杰,陳紫夢,祝林,徐國旺,黃楚云,呂輝.  無機材料學報. 2016(03)
[9]CuO/氧化石墨烯復合材料合成、表征及光催化研究[J]. 張轉芳,趙春艷,殷廣明,邵長明.  人工晶體學報. 2016(02)
[10]石墨烯-稀貴金屬復合材料的制備及其研究進展[J]. 李濤,閆翠霞,黃啟祥,史慶南.  熱加工工藝. 2016(02)

博士論文
[1]氮化鋁摻雜的第一性原理研究與體單晶的制備[D]. 閆征.深圳大學 2015
[2]Ru基硼化物超硬材料的第一性原理研究[D]. 潘勇.吉林大學 2014

碩士論文
[1]形貌可控納米氧化銅的制備及其性能研究[D]. 蔣婷婷.中國地質大學 2016
[2]Au/Bi摻雜碲鎘汞材料的第一性原理研究[D]. 孫雪麗.山東大學 2016
[3]本征與金改性石墨烯檢測六氟化硫分解組分的氣敏特性及氣敏機理研究[D]. 喻蕾.重慶大學 2015
[4]氧還原機理可控的電化學催化量子化學研究[D]. 劉定芳.重慶大學 2015
[5]金紅石相TiO2摻雜及其表面吸附分子的第一性原理研究[D]. 朱洪強.重慶師范大學 2015
[6]Pd-Ru-Zr合金體系相結構及穩(wěn)定性的第一性原理計算研究[D]. 胡潔瓊.昆明貴金屬研究所 2012
[7]鉑基催化材料的合成制備與催化機制的第一性原理研究[D]. 盧雯婷.昆明理工大學 2012



本文編號：3705621