本文關鍵詞：VO_x-RGO雜化材料的設計及催化性能研究

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【摘要】：石墨烯的基本結(jié)構(gòu)是以碳原子以sp2雜化形成六邊形單元并無限擴展為蜂窩狀的一種新型二維碳材料。石墨烯具有許多優(yōu)異的特性,如:超高的理論比表面積,能夠有效傳遞和接收分子或原子,導熱性能和力學性能突出,擁有永恒的電導率及室溫下超高的電子遷移率,還有分數(shù)量子霍爾效應、量子隧道效應等。這使得石墨烯非常適合作為載體用于開發(fā)高性能的復合材料。而過渡金屬釩有多變的化學價態(tài),作為選擇性催化氧化催化劑的活性組分具有優(yōu)良的催化性質(zhì),作為氧化反應的催化劑廣泛應用在催化氧化過程中。本文通過水熱法、微波法等將介孔材料修飾在石墨烯表面,并以金屬釩氧化物加以改性后制備出新的石墨烯復合物,并將復合物作為催化劑應用在苯乙烯環(huán)氧化反應上。主要研究內(nèi)容如下:1.V-SBA-15-RGO復合物的制備、表征及其在光催化苯乙烯環(huán)氧化中的應用。本實驗首先制備了氧化石墨,采用的是改進Hummers法,然后以正硅酸四乙酯為硅源,P123為模板劑,利用微波法快速簡便合成,再在管式爐中高溫煅燒制備出SBA-15-RGO。最后采用浸漬法制備出不同釩負載量的V-SBA-15-RGO。并且借助一系列表征手段對復合催化劑做了表征,表征結(jié)果說明負載金屬釩后并未對介孔結(jié)構(gòu)造成過大影響,該樣品仍保持介孔結(jié)構(gòu)。以該復合物作為催化劑對苯乙烯環(huán)氧化反應的條件進行了探究,經(jīng)過溶劑、金屬負載量、酸度、H2O2用量、光反應時間、催化劑用量等一系列反應條件的調(diào)節(jié)優(yōu)化,優(yōu)化實驗條件后的實驗結(jié)果顯示10%V-SBA-15-RGO復合催化劑對苯乙烯環(huán)氧化反應的轉(zhuǎn)化率達到46.34%,苯基環(huán)氧乙烷的選擇性為19.11%。2.VOx-RGO@介孔Ti O2復合物的制備、表征及其在光催化苯乙烯環(huán)氧化中的應用。本實驗以改進的Hummers法制備出氧化石墨,再利用浸漬法將金屬釩負載到氧化石墨烯上,然后以鈦酸四丁酯為鈦源,聚乙二醇-6000為模板劑,通過水熱反應一段時間合成出VOx-RGO@介孔Ti O2,最后通過管式爐在N2氣氛下高溫煅燒除去模板劑及雜質(zhì),最后得到VOx-RGO@介孔Ti O2。借助XRD、紅外、SEM、TEM、N2-物理吸附脫附等一系列表征手段對復合催化劑VOx-RGO@Ti O2進行了表征,結(jié)果表明:金屬釩成功負載上去,該復合催化劑具有介孔結(jié)構(gòu)。以VOx-RGO@介孔Ti O2復合物作為催化劑對苯乙烯環(huán)氧化反應的條件進行了探究,經(jīng)過釩負載量、酸度、H2O2用量、光反應時間、催化劑用量等反應條件的調(diào)節(jié),最終實驗結(jié)果顯示該復合催化劑對苯乙烯環(huán)氧化反應具有一定的催化效果。
【學位授予單位】：淮北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36

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