眾所周知,氫能是一種可再生的清潔能源,日益嚴重的能源危機和環(huán)境污染等問題已引起人們對“氫經濟”的廣泛關注。在氫能的實際應用中,最大的挑戰(zhàn)是其安全有效的儲存和運輸。在許多可能的儲氫系統(tǒng)中,以具有高儲氫含量的化學氫化物為基礎的儲氫技術被認為具有廣闊的發(fā)展前景。其中,氨硼烷(NH₃BH₃,AB)具有高達19.6 wt%的儲氫質量分數(shù),常溫常壓下為能夠穩(wěn)定存在的固態(tài),在水中具有較高的溶解度,這些特性使其成為研究者的關注對象。每摩爾AB在水中完全分解會釋放3當量的氫氣,其水解產氫速率在很大程度上取決于催化劑的選取。貴金屬催化劑由于其優(yōu)異的催化活性,被廣泛應用于AB的水解。然而,貴金屬儲量低,價格昂貴,嚴重影響了其大規(guī)模應用。另外,金屬納米粒子在重復使用過程中易發(fā)生團聚而導致其穩(wěn)定性降低。因此,提高貴金屬在催化劑中的利用效率及穩(wěn)定性一直是研究的熱點。為了同時實現(xiàn)貴金屬的低使用量、高催化活性和穩(wěn)定性,目前主要采用以下幾種方法:最小化納米催化劑中金屬顆粒的尺寸、設計摻雜非貴金屬的合金催化劑以及將納米粒子負載或限域于多孔載體上。基于此,本論文的研究內容主要包括...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 儲氫方法
        1.2.1 物理儲氫
        1.2.2 化學儲氫
    1.3 氨硼烷制氫研究
        1.3.1 氨硼烷的結構與性質
        1.3.2 氨硼烷制氫的研究
        1.3.3 氨硼烷水解制氫的基本原理
    1.4 氨硼烷水解制氫催化劑的研究
        1.4.1 負載型金屬催化劑的制備方法
        1.4.2 催化劑組成對AB水解制氫反應的影響
    1.5 天然納米材料埃洛石的研究概況
        1.5.1 埃洛石的結構和性能
        1.5.2 埃洛石負載金屬納米催化劑的制備及應用
    1.6 氮摻雜多孔碳的研究概況
        1.6.1 氮摻雜多孔碳的簡介
        1.6.2 氮摻雜多孔碳負載金屬納米催化劑的制備及應用
    1.7 本文研究內容及創(chuàng)新性
        1.7.1 本文研究內容
        1.7.2 本文創(chuàng)新性
2 實驗部分
    2.1 實驗原料及試劑
    2.2 樣品的表征
        2.2.1 X射線粉末衍射(XRD)
        2.2.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.3 透射電子顯微鏡(TEM,HRTEM,HAADF-STEM,STEM-EDX)
        2.2.4 電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜(ICP-AMS)
        2.2.5 X射線光電子能譜(XPS)
        2.2.6 比表面及孔隙度分析儀(BET)
        2.2.7 CO-化學吸附
    2.3 超細金屬催化劑對氨硼烷水解制氫性能的考評
        2.3.1 超細金屬催化劑的活性測試
        2.3.2 超細金屬催化劑的動力學同位素實驗測試
        2.3.3 超細金屬催化劑的穩(wěn)定性測試
        2.3.4 數(shù)據處理
3 SEA-Pt/HNTs制備及氨硼烷水解制氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 天然埃洛石納米管(HNTs)的提純
        3.2.2 埃洛石納米管等電點(PZC)的測定
        3.2.3 催化劑的制備
        3.2.4 催化劑的表征
        3.2.5 催化劑的性能測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 催化劑的表征分析
            3.3.1.1 催化劑的X射線衍射
            3.3.1.2 催化劑的形貌
            3.3.1.3 催化劑的CO化學吸附
            3.3.1.4 催化劑的X射線光電子能譜
        3.3.2 催化劑催化氨硼烷水解制氫的性能分析
            3.3.2.1 不同制備方法對催化性能的影響
            3.3.2.2 金屬前驅體溶液pH對催化性能的影響
            3.3.2.3 反應物濃度對催化反應的影響
            3.3.2.4 反應溫度對催化性能的影響
            3.3.2.5 催化劑的穩(wěn)定性研究
    3.4 本章小結
4 Pt Co/N-MCSs制備及氨硼烷水解制氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 N-MCSs的制備與等電點測定
        4.2.2 Pt Co/N-MCSs的制備
        4.2.3 Pt Co/N-MCSs的表征
        4.2.4 Pt Co/N-MCSs催化氨硼烷水解的性能測試
    4.3 結果與討論
        4.3.1 Pt Co/N-MCSs復合物的表征分析
            4.3.1.1 Pt Co/N-MCSs的 X射線衍射
            4.3.1.2 Pt Co/N-MCSs的形貌與組成
            4.3.1.3 Pt Co/N-MCSs的 X射線光電子衍射
            4.3.1.4 Pt Co/N-MCSs的比表面積及孔徑
        4.3.2 Pt Co/N-MCSs催化氨硼烷水解制氫的性能研究
            4.3.2.1 不同Pt、Co比例對催化性能的影響
            4.3.2.2 催化劑濃度對催化反應的影響
            4.3.2.3 加入NaOH對催化性能的影響
            4.3.2.4 Pt Co/N-MCSs催化AB水解制氫的反應機理研究
    4.4 本章小結
5 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果
    個人簡歷
    發(fā)表論文
致謝



本文編號：3817618