天堂国产午夜亚洲专区-少妇人妻综合久久蜜臀-国产成人户外露出视频在线-国产91传媒一区二区三区

當前位置:主頁 > 科技論文 > 化學論文 >

設計貴金屬Au、Ag納米結構高指數(shù)晶面及調(diào)制催化性質研究

發(fā)布時間:2018-03-27 20:37

  本文選題:貴金屬納米催化劑 切入點:高指數(shù)晶面 出處:《吉林大學》2017年博士論文


【摘要】:全球人口不斷增加,能源需求日益擴大,氣候變化和環(huán)境問題日趨嚴重,如何保護我們賴以生存的地球家園,可謂是迫在眉睫!催化降解污染物、發(fā)展可持續(xù)清潔能源是解決上述問題的有效手段。燃料電池及氫能源是目前最具應用前景的清潔能源,但無論是催化降解污染物,還是發(fā)展燃料電池或氫能源都需要高效的催化劑。因此,如何提高催化劑的催化性能和節(jié)約應用成本是技術應用的核心問題。也就是說設計優(yōu)化催化劑的組成成分、納米結構、形貌、裸露晶面及大小尺寸是提高催化劑催化性能的關鍵所在。金Au、銀Ag貴金屬納米催化劑,具有生物相容性、穩(wěn)定性,是常用高效、持久的催化劑,在催化降解有機污染物、汽車尾氣處理及CO2催化還原應用中都取得了出色的效果。大量的實驗證明,催化劑裸露的表面晶面直接影響著催化劑的催化反應速率及激活勢壘。高指數(shù)晶面,相對于低指數(shù)的基礎晶面,存有大量的臺階面、晶體缺陷及豐富的低配位原子,具有更好的催化活性。本文重點發(fā)展簡單、綠色、經(jīng)濟的水相合成方式,通過選擇不同的還原劑、調(diào)控溶液的p H環(huán)境、控制反應動力學、可控設計合成出富有高指數(shù)晶面的多孔Au、Ag納米結構及多面體,優(yōu)化并提升催化降解有機污染物(p-硝基苯酚等)、葡萄糖燃料電池及電解水析氫性能,揭示貴金屬納米催化劑的形貌、尺寸、結構與催化性能的構效關系。開展了如下的研究內(nèi)容:1.多孔Ag的可控制備及其催化性能研究。我們實現(xiàn)了對多孔Ag納米晶的形貌、尺寸、結晶性及孔徑分布的可控制備,并優(yōu)化提升了其催化性能。多孔Ag催化性能的優(yōu)化主要是通過調(diào)控以下參數(shù)實現(xiàn)的:多孔Ag的比表面積及在多孔結構表面的臺階steps、突起ledges和缺陷kinks處的Ag原子數(shù)目。這部分工作,我們主要是發(fā)展了一種簡單的兩步法合成體系。通過調(diào)節(jié)溶液的p H環(huán)境來調(diào)控多孔Ag的形貌及尺寸(形貌可實現(xiàn)梭形及四邊形的可控合成,尺寸可實現(xiàn)2.5mm到36mm的調(diào)控);通過調(diào)節(jié)熱處理的溫度、升溫速率、加熱時間調(diào)控多孔Ag納米晶的結晶性、表面缺陷及孔徑分布。隨后,在p-硝基苯酚等有機污染物催化降解應用中,我們探究了多孔Ag的形貌與性能的構效關系。研究結果表明:多孔Ag在催化降解有機污染物時表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性。其中,4mm的四邊形多孔Ag的催化活性最好,其反應速率可達到6.43*10-2 s-1,并且在多次循環(huán)利用后仍保持較高的催化活性。多孔Ag的高催化活性主要歸結于:規(guī)則形貌(梭形或者四邊形)、多孔結構、高比表面積、優(yōu)異的滲透性、離子遷移率以及豐富的高指數(shù)晶面等高活性位點。鑒于多孔Ag上述的結構優(yōu)勢,相信其在電化學催化、傳感和驅動器等實際應用中存在潛在的應用前景。2.多孔Au的可控制備及其GOR催化性能研究。我們創(chuàng)造性地發(fā)展了低溫動力學方式,成功合成出多孔Au納米結構。此合成方法突破了經(jīng)典圖爾克維奇(Turkevich)利用檸檬酸鈉熱還原氯金酸制備Au的方式。其中,低溫合成條件改變了檸檬酸根在Au表面的吸附方式,獲得表面“清潔”的多孔Au納米晶;诙嗫譇u的結構特點,我們探究了其表面結構與催化性能的關系。研究表明,表面“清潔”的多孔Au在葡萄糖電催化氧化中取得出色的催化效果,其催化氧化電流密度可高達9 A cm-2 g-1,是Turkevich-Au(0.45 A cm-2g-1)的20倍,也是當前所報道的最優(yōu)值(2.65 A cm-2g-1)的3.4倍。多孔Au的高催化性能,主要歸結于以下兩方面:1)多孔Au具有清潔的表面、能夠自由傳輸電子、最大化地暴露其活性位點;2)多孔Au具有大的電化學比表面積、多孔結構、良好的離子遷移率、豐富的高指能面及原子臺階位steps等高活性位點。高性能多孔Au在葡萄糖電催化氧化中的成功應用,為葡萄糖燃料電池在未來生活中的實際應用提供了廣闊的商業(yè)應用前景。3.可控制備二十面體Au及其HER性能研究。我們繼續(xù)發(fā)展了低溫動力學的方式,成功制備出表面“清潔”的多重孿晶二十面體Au。同時,通過調(diào)控反應時間,設計合成出截角二十面體Au。(截角)二十面體Au具有豐富的孿晶界及邊角原子等高活性位點。將二十面體Au應用到電解水HER催化反應中,我們發(fā)現(xiàn)隨著測試循環(huán)次數(shù)的增加,二十面體Au的催化活性隨之增加(過電位、Tafel斜率、電阻都隨之降低)。30 000次循環(huán)后,二十面體Au的催化活性基本可以和商業(yè)Pt-C相媲美。初步的研究結果表明:催化劑的晶體缺陷能夠顯著增強其催化活性,多重孿晶中存在可調(diào)的應力應變;外加電位提供外部動力壓縮了Au的晶格參數(shù)、使d帶電子上移、優(yōu)化了Au-H鍵能、提高了電解水HER性能。
[Abstract]:Increasing of global population, energy demand is growing, climate change and environmental problems become increasingly serious, how to protect the survival of our planet, it is imminent! The catalytic degradation of pollutants, the sustainable development of clean energy is an effective means to solve the above problems. The fuel cell and hydrogen energy is the most promising clean energy, but no matter is the catalytic degradation of pollutants, or the development of fuel cells and hydrogen energy need efficient catalyst. Therefore, how to improve the performance of the catalyst and save the application cost is a key problem in technology application. That is to say design optimization of composition, catalyst of nano structure, morphology, size and size of bare crystal surface is the key to improve the catalytic performance the catalyst. Au gold and silver Ag noble metal nano catalyst, biocompatibility, stability, is efficient, durable catalyst, In the photocatalytic degradation of organic pollutants and applications have achieved excellent results processing and automobile exhaust catalytic reduction of CO2. A large number of experiments show that the catalyst surface crystal exposed directly affects the catalytic reaction rate of the catalyst and the activation barrier. High index surfaces, relative to the low number of basic crystal surface, there are a lot of stepped surface and the crystal defects and rich low coordination atoms, has better catalytic activity. This paper focuses on the development of simple, green, aqueous synthesis economy, by choosing a different reducing agent, control solution P H environment control, reaction kinetics, controllable synthesis of rich design of high index surfaces of porous Au nanostructures, Ag and the polyhedron, and enhance the optimization of catalytic degradation of organic pollutants (p- nitro phenol), glucose fuel cell and water electrolysis hydrogen evolution performance, reveal the morphology of noble metal nano catalyst size, structure and catalytic The structure-activity relationship of performance. The research contents are as follows: 1. porous Ag can be prepared and their catalytic properties. We realize the control of morphology, porous Ag nano crystal size, crystallinity and pore size distribution can be controlled, and optimized to enhance the catalytic performance of porous Ag. Optimization of catalytic properties of the main the regulation is realized by the following parameters: the porous surface area of Ag and steps on the steps of porous structure on the surface, the number of Ag atoms ledges and kinks processes. This defect is the main part of the work, we developed a simple two step synthesis system. By adjusting the P of the solution to control the morphology and size of H porous Ag (controlled synthesis, morphology can be fusiform and quadrilateral size can achieve 2.5mm to 36mm control); by adjusting the heat treatment temperature, heating rate, heating time regulation of crystalline porous nanocrystalline Ag, and surface defects The pore size distribution in p-. Subsequently, p-nitrophenol catalytic degradation of organic pollutants such as application, we explore the structure-activity relationship of the morphology and properties of porous Ag. The results showed that the porous Ag exhibits excellent catalytic activity in the catalytic degradation of organic pollutants. The best catalytic activity of the porous Ag quadrilateral 4mm, the the reaction rate of 6.43*10-2 can reach s-1, and still maintain high catalytic activity in the repeated recycling. High catalytic activity of porous Ag is mainly due to the rules of morphology (fusiform or quadrilateral), porous structure, high surface area, excellent permeability, ion mobility and rich high index surfaces etc. high active site. In view of the advantages of porous structure of Ag, believes in electrochemical catalysis, applications of porous.2. Au potential practical application of sensor and driver in the preparation of catalytic performance and GOR control. We creatively developed low-temperature dynamics, the successful synthesis of Au nano porous structure. This method breaks through the classical Turk Vecchi (Turkevich) using sodium citrate reduction of HAuCl4 Au preparation method. The synthesis conditions of low temperature change of citrate adsorption on the Au surface, porous nanocrystalline Au surface "clean". Based on the structure characteristics of porous Au, we explore the relationship between the surface structure and catalytic performance. The results show that the porous Au surface cleaning has excellent catalytic effect on glucose oxidation, the oxidation current density can be as high as 9 A cm-2 g-1, Turkevich-Au (0.45 A cm-2g-1) 20 times, but also the optimal reported value (2.65 A cm-2g-1) 3.4 times. The high catalytic performance of porous Au, mainly due to the following two aspects: 1) porous Au have a clean surface, can be free The electronic transmission, to maximize the exposure of the active site; 2) porous Au has large electrochemical specific surface area, porous structure, good ion mobility, which can rich the surface and high atomic steps steps active site. The successful application of high performance porous Au in glucose oxidation of glucose the fuel cell in the future practical application in life provides the business prospects of.3. can be prepared in twenty face Au and HER properties of the control. We continue to develop the low temperature dynamics, the prepared multiple twin surface cleaning of twenty sides of Au. at the same time, by adjusting the reaction time, the design and synthesis of a truncated Au. (truncated) twenty face twenty face body Au has twin boundaries and high angle edge rich atom active site. The Au is applied to the twenty surface water electrolysis reaction catalyzed by HER, we found that with the number of test cycles Increase the catalytic activity of twenty surface Au increased (overpotential, Tafel slope, resistance decreased.30) after 000 cycles, the catalytic activity of twenty surface Au can be comparable to Pt-C and business. The preliminary results show that the crystal defects of catalyst can significantly enhance the catalytic activity, stress and strain adjustable multiple twins; applied potential provides external power compression of the lattice parameters of Au, with d electronic shift, optimize the Au-H bond energy, improve the performance of HER water electrolysis.

【學位授予單位】:吉林大學
【學位級別】:博士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:O643.36

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張星;郝艷玲;;異煙酸在Au電極上的紫外表面增強拉曼散射研究[J];西北師范大學學報(自然科學版);2013年04期

2 伍三華;徐英明;張柏林;;堿基腺嘌呤與胸腺嘧啶在Au(111)電極上的共吸附[J];分析化學;2009年11期

3 寧遠濤;;Au與Au合金材料近年的發(fā)展與進步[J];貴金屬;2007年02期

4 方芳,王英,張效巖,張亞非;Au納米粒子在有機溶劑中的電導行為[J];高等學校化學學報;2004年10期

5 翟秋閣;司學芝;李海軍;馬萬山;;硫氰酸銨-氯化十六烷基吡啶-水體系浮選分離Au(Ⅲ)的研究[J];光譜實驗室;2011年01期

6 崔夢楠;楊曉寧;;超臨界CO_2中表面鈍化Au納米粒子的分子動力學模擬[J];南京工業(yè)大學學報(自然科學版);2013年03期

7 賈美林,李常艷,胡瑞生,沈岳年;負載型Au催化劑的研究進展[J];內(nèi)蒙古石油化工;2004年01期

8 張冬柏,齊利民,程虎民,馬季銘;液晶模板法制備Au納米線[J];高等學;瘜W學報;2003年12期

9 黃杉生,殷月芬,王柯敏,何曉曉,鐘桐生;基于Au納米通道膜的生物分離新方法在蛋白質分離中的應用[J];高等學;瘜W學報;2004年12期

10 矯玉秋;趙昆;;雙核Au配合物激發(fā)態(tài)性質的理論研究[J];光學技術;2008年S1期

相關會議論文 前10條

1 刁鵬;侯群超;張琦;;Au納米粒子在微電極表面的電化學區(qū)域化組裝[A];第十三次全國電化學會議論文摘要集(下集)[C];2005年

2 林莉莉;裴祖奎;汪宏;謝兆雄;;方酸在Au(111)面上的自組裝[A];中國化學會第27屆學術年會第04分會場摘要集[C];2010年

3 林菊芳;蔣勵;王玫;劉榮;溫中偉;鹿心鑫;朱通華;;Au活化箔在組合材料上活化反應率研究[A];第十四屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集(上冊)[C];2008年

4 劉佩芳;陶芝勇;;電沉積Au和Pt納米顆粒對外球反應的粒度效應[A];第十三次全國電化學會議論文摘要集(下集)[C];2005年

5 姜婷婷;王威;李振宇;王兆杰;王策;;聚吡咯/二氧化鈦/Au納米纖維在室溫下檢測低濃度氨氣[A];中國化學會第28屆學術年會第4分會場摘要集[C];2012年

6 吳暢書;藍可;孟續(xù)軍;;Au材料輻射燒蝕的數(shù)值模擬研究[A];第五屆全國青年計算物理學術交流會論文摘要[C];2008年

7 張光華;孫昌梅;曲榮君;張盈;;聚苯乙烯負載氨基甘油對水中Au(Ⅲ)的吸附性能研究[A];2011年全國高分子學術論文報告會論文摘要集[C];2011年

8 夏慧娟;孔凡紅;張軍;王淑榮;吳世華;;Au摻雜的WO_3的氣敏性研究[A];中國化學會第26屆學術年會納米化學分會場論文集[C];2008年

9 李影;金超;祖連海;秦瑤;楊金虎;;超長Au納米線的簡單快速合成及其過氧化氫檢測研究[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第04分會:納米生物傳感新方法[C];2014年

10 王濤;徐琳;壽恒;寇元;;可溶性Au納米粒子催化一氧化碳氧化[A];中國化學會第26屆學術年會綠色化學分會場論文集[C];2008年

相關重要報紙文章 前2條

1 本報通訊員 陳鎩〈藿,

本文編號:1673158


資料下載
論文發(fā)表

本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/huaxue/1673158.html


Copyright(c)文論論文網(wǎng)All Rights Reserved | 網(wǎng)站地圖 |

版權申明:資料由用戶7cee1***提供,本站僅收錄摘要或目錄,作者需要刪除請E-mail郵箱bigeng88@qq.com
国产一区二区在线免费| 日韩性生活视频免费在线观看 | 国产又大又硬又粗又黄| 暴力三级a特黄在线观看| 亚洲中文在线中文字幕91| 成人欧美一区二区三区视频| 亚洲欧美日韩国产自拍| 美女被啪的视频在线观看| 四十女人口红哪个色好看| 国产精品人妻熟女毛片av久久| 日韩精品免费一区三区| 中文字幕一区久久综合| 欧美黑人在线精品极品| 微拍一区二区三区福利| 午夜国产精品福利在线观看| 久久99午夜福利视频| 中文精品人妻一区二区| 日本一级特黄大片国产| 欧美日韩最近中国黄片| 国产午夜精品福利免费不| 欧美熟妇一区二区在线| 熟妇人妻av中文字幕老熟妇| 最近日韩在线免费黄片| 韩国日本欧美国产三级 | 久久精品国产亚洲av麻豆尤物| 女人精品内射国产99| 尹人大香蕉中文在线播放| 亚洲一区二区三区四区性色av| 伊人久久青草地综合婷婷| 99久久人妻精品免费一区| 国产欧美日韩在线精品一二区| 色一欲一性一乱—区二区三区| 在线观看视频国产你懂的| 免费在线成人激情视频| 欧美日韩最近中国黄片| 日本免费一级黄色录像 | 亚洲国产av国产av| 亚洲a码一区二区三区| 中文字幕乱码一区二区三区四区| 精品日韩视频在线观看| 国产成人精品国产亚洲欧洲|