本文關(guān)鍵詞：過渡金屬（鎳、銅）及其復(fù)合材料的制備與催化性能研究

  更多相關(guān)文章： 過渡金屬 鎳納米粒子 銅基復(fù)合材料 催化劑

【摘要】：過渡金屬納米材料由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性能,在能源、傳感、催化等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。鎳、銅基納米材料因含量豐富、價格低廉,使其在催化和電化學(xué)領(lǐng)域有著重要的研究和利用價值。納米材料的組成成分、形貌結(jié)構(gòu)和尺寸大小是決定其性能和應(yīng)用的關(guān)鍵因素。近年來,隨著納米材料技術(shù)的不斷進(jìn)步,研究者們通過對納米材料進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造,制備了許多具有特定形貌結(jié)構(gòu)、性能優(yōu)異的鎳、銅基功能性納米材料,使得鎳、銅基納米材料在性能和應(yīng)用等方面的研究取得了重大的進(jìn)展。本論文通過不同的實(shí)驗(yàn)方法制備了不同形貌結(jié)構(gòu)的鎳納米粒子和銅基復(fù)合納米材料,并研究了以硼氫化鈉還原對硝基苯酚為模型催化反應(yīng)來評估催化劑的催化活性。主要研究內(nèi)容包括：1、以氯化鎳、水合肼、水和乙二醇、分別作為鎳源、還原劑和溶劑,利用水熱法通過添加和調(diào)節(jié)水與NaOH的不同用量,得到了球狀、鏈狀以及海膽狀的鎳納米粒子。研究結(jié)果表明水與NaOH的協(xié)同效應(yīng)在調(diào)控鎳納米粒子的表面狀態(tài)、形貌結(jié)構(gòu)和尺寸大小方面起到了重要的作用。前者能有效地改變?nèi)軇┑臉O性從而改變鎳核之間的磁偶極-偶極相互作用,后者能加快反應(yīng)速率,從動力學(xué)控制角度調(diào)節(jié)反應(yīng)過程。以硼氫化鈉還原對硝基苯酚(4-NP)催化反應(yīng)為模型來評估鎳納米粒子的催化活性,結(jié)果表明,由于海膽狀鎳納米粒子因具有其獨(dú)特的形貌結(jié)構(gòu),從而表現(xiàn)出更高的催化活性。基于鎳納米粒子良好的磁性,可實(shí)現(xiàn)催化劑在反應(yīng)過程中的快速分離回收,并表現(xiàn)出良好的循環(huán)穩(wěn)定性。2、通過一步高溫煅燒尿素、檸檬酸(CA)和硝酸銅得到了高度分散銅納米粒子負(fù)載的氮摻雜碳膜(Cu-NCF)納米復(fù)合材料。通過透射電子顯微鏡(TEM)、X-射線衍射(XRD)、X-光電子能譜(XPS)和拉曼光譜對所得樣品進(jìn)行了形貌與結(jié)構(gòu)研究。在合成過程中,檸檬酸提供碳源作為催化劑的載體,載體中存在的含氧基團(tuán)(-OH和-COOH)能使Cu納米粒子牢固的吸附在載體的表面。在煅燒過程中尿素發(fā)生分解不斷的釋放出NH_3和CO_2等氣體有利于碳膜的形成,同時尿素提供氮源,在載體中引入N元素能增加碳材料的導(dǎo)電性。該催化劑在對硝基苯酚轉(zhuǎn)換為對氨基苯酚的催化反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：過渡金屬 鎳納米粒子 銅基復(fù)合材料 催化劑
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-22
• 1.1 過渡金屬納米材料的研究進(jìn)展9-12
• 1.1.1 納米材料的概述9
• 1.1.2 過渡金屬納米材料的性質(zhì)與應(yīng)用9-12
• 1.2 過渡金屬鎳、銅納米材料12-20
• 1.2.1 金屬鎳、銅的性質(zhì)12
• 1.2.2 鎳、銅納米粒子的制備方法12-14
• 1.2.3 單質(zhì)鎳、銅納米材料的應(yīng)用14-15
• 1.2.4 鎳、銅基納米復(fù)合材料制備15-18
• 1.2.5 鎳、銅基納米復(fù)合材料的應(yīng)用18-20
• 1.3 論文的選題依據(jù)及研究內(nèi)容20-22
• 第二章 鎳納米粒子的形貌調(diào)控與催化性能研究22-35
• 2.1 引言22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分23-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑23
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器23
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)步驟23-24
• 2.2.4 樣品的表征24-25
• 2.3 結(jié)果與討論25-31
• 2.3.1 樣品的TEM和SEM25
• 2.3.2 樣品的物相分析25-26
• 2.3.3 樣品的磁性性能分析26-27
• 2.3.4 鎳納米粒子形貌調(diào)控的機(jī)理研究27-31
• 2.4 對硝基苯酚的還原催化31-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 氮摻雜碳膜負(fù)載超分散納米銅催化劑的制備與催化性能研究35-46
• 3.1 引言35-36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分36-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器36
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟36-37
• 3.3 結(jié)果與討論37-43
• 3.3.1 樣品的表征37-42
• 3.3.2 不同反應(yīng)因素對樣品的影響42-43
• 3.4 催化性質(zhì)的研究43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 參考文獻(xiàn)46-56
• 學(xué)期間公開發(fā)表論文及著作情況56-57
• 致謝57

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