【摘要】：釕(Ru)作為一種重要的貴金屬催化劑,在CO氧化、選擇性加氫以及合成氨等多相催化領(lǐng)域具有高效的催化活性。但到目前為止,Ru基合金納米粒子的可控合成僅停留在對(duì)粒徑的控制上,對(duì)形貌控制的研究相對(duì)較少,而對(duì)其形貌和尺寸雙可控合成的研究更是寥寥無幾。本文針對(duì)這一問題,采用液相化學(xué)還原法,以乙酰丙酮釕、乙酰丙酮銅以及鉬酸鈉為前驅(qū)體,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為穩(wěn)定劑,苯甲醇為還原劑和溶劑,成功控制了釕基納米粒子的形貌和尺寸,制備出雙金屬RuCu納米粒子和三金屬RuCuMo納米粒子。主要研究結(jié)果如下:(1)通過液相化學(xué)還原法制備得到了高度分散和形貌均一的RuCu納米粒子,平均粒徑為29 nm。通過檢測合成過程中不同時(shí)間點(diǎn)納米粒子的電化學(xué)曲線,探索出RuCu納米粒子的形成機(jī)理,主要是通過欠電位沉積效應(yīng),Cu能夠在Ru表面形成欠電位沉積單層。(2)制備得到的高度分散的中空RuCuMo納米粒子的粒徑在25 nm左右。探索了還原劑種類、PVP分子量、反應(yīng)時(shí)間以及反應(yīng)溫度對(duì)納米粒子形貌及分散性的影響。其中還原劑的種類對(duì)納米粒子形貌的影響較為顯著。通過觀測合成過程中不同時(shí)間點(diǎn)納米粒子的TEM圖像得出RuCuMo納米粒子的形成是由于Ru3+和Cu之間發(fā)生電鍍替換反應(yīng)而逐漸變成中空結(jié)構(gòu)。(3)合成出的雙金屬RuCu、三金屬RuCuMo納米粒子對(duì)甲醇電催化和硅氫加成反應(yīng)都有催化性能。本研究成功合成出了具有一定催化活性的釕基納米粒子,為進(jìn)一步探究釕基納米粒子的合成及催化打下了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O643.36;TB383.1
【圖文】：

域具有廣泛的應(yīng)用前景。其中貴金屬納米粒子被應(yīng)用于電催化、應(yīng)中，表現(xiàn)出較高的催化活性。然而，貴金屬的儲(chǔ)量稀少、成在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。相反，非貴金屬儲(chǔ)量較大、成本低。因雜非貴金屬的納米粒子成為一個(gè)極具意義的研宄課題。逡逑材料的獨(dú)特性質(zhì)與其形貌、尺寸大小以及分散性有著密切的關(guān)控合成變得非常有意義。在鉑族金屬中，金屬Ｒｕ相對(duì)比較廉電勢比較低，難于被還原，從而限制了它的研宄進(jìn)展。在金僅可以提高金屬釕的還原速率，還可以提高催化劑的催化活可控合成釕基納米粒子不僅可以拓展金屬釕的應(yīng)用范圍，還高催化劑活性。同時(shí)，也為進(jìn)一步探宄釕基納米粒子的催化容逡逑中，針對(duì)釕基納米粒子的合成過程，提出了如下的實(shí)驗(yàn)路線

Ｆｉｇ．２－２邋Ｓｉｚｅ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｕｒｃｈｉｎ－ｌｉｋｅ邋ＲｕＣｕ邋ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ逡逑Ｈ逡逑圖２－３邋ＲｕＣｕ納米粒子的面掃圖像逡逑Ｆｉｇ．２－３邋Ｔｈｅ邋ＥＤＸ邋ｍａｐｐｉｎｇ－ｓｃａｎｎｉｎｇ邋ｏｆ邋ＲｕＣｕ邋ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ逡逑為驗(yàn)證ＲｕＣｕ納米粒子的合金結(jié)構(gòu)，對(duì)納米粒子進(jìn)行高角環(huán)形暗場（ＨＡＡＤＦ）像與逡逑ＥＤＸ結(jié)合測試，在ＳＴＥＭ模式下對(duì)樣品進(jìn)行區(qū)域ＥＤＸ面掃描。各個(gè)像素點(diǎn)的明暗程逡逑度直接正比于該點(diǎn)處元素的含量（葉恒強(qiáng)等，２００３），ＥＤＸ面掃結(jié)果如圖２－３所示，逡逑１８逡逑

逑結(jié)果表明納米粒子上分布有Ｒｕ和Ｃｕ元素，說明成功制備出ＲｉｉＣｕ納米粒子。且通逡逑過ＥＤＸ元素分析結(jié)果（圖２－４）可知所合成的納米粒子中含有的Ｒｕ與Ｃｕ的原子摩逡逑爾比為２：１，與ＩＣＰ－ＡＥＳ測試結(jié)果（０．６４：０．３６）基本一致。Ｒｕ和Ｃｕ原子比為２：１，逡逑與前體投入量比１：１不成正比，這可能是由于Ｃｕ比Ｒｕ難還原，或者可能是在用乙逡逑醇和丙酮洗滌的過程中，部分銅原子溶出。為了檢測ＲｕＣｕ納米粒子中Ｒｕ和Ｃｕ原逡逑子的分布情況，對(duì)單個(gè)納米粒子進(jìn)行ＥＤＸ線掃測試（圖２－５）。結(jié)果表明Ｒｕ和Ｃｕ逡逑原子隨機(jī)分布在ＲｕＣｕ納米粒子上。逡逑Ｅｌｅｍｅｎｔ邋Ｗｅｉｇｈｔ邋％邋Ａｔｏｍｉｃ邋％逡逑Ｒｕ邋７４．８邐６５．１逡逑Ｃｕ邋２５．２邐３４．９逡逑１０００－逡逑爸逡逑Ｑ逡逑５００－逡逑Ｒｕ逡逑Ｒｕ逡逑‘．ｉ＇邋＾４＾－邐邐１逡逑５邐１０逡逑Ｆｎｃｒｇｙ／ｋｅＶ逡逑圖２－４邋ＲｕＣｕ納米粒子的ＥＤＸ結(jié)果逡逑Ｆｉｇ．２－４邋Ｔｈｅ邋ＥＤＸ邋ｒｅｓｕｌｔ邋ｏｆ邋ＲｕＣｕ邋ｎａｎｏｐｚｒｔｉｃｌｅｓ逡逑０邐１０邐２０邐３０邐４０逡逑Ｄｉａｍｅｔｅｒ／ｎｍ逡逑圖２－５邋ＲｕＣｕ納米粒子的橫截面組成線掃圖像逡逑Ｆｉｇ．２－５邋Ｔｈｅ邋ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌ邋ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｌ邋ｌｉｎｅ邋ｐｒｏｆｉｌｅｓ邋ｏｆ邋ＲｕＣｕ邋ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ逡逑為了充分證實(shí)形成的納米粒子是合金結(jié)構(gòu)，對(duì)合成的ＲｕＣｕ納米粒子進(jìn)行了邋ＸＲＤ逡逑表征

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2769974