氧化鈰負(fù)載的雙金屬型小尺寸催化材料的合成、催化性能及其“構(gòu)效關(guān)系”研究
發(fā)布時(shí)間：2021-01-14 01:23
隨著能源需求與環(huán)境污染的加劇,催化劑在人們生活中扮演著至關(guān)重要的作用,人們對(duì)于催化劑的研究也日趨白熱化。氧化鈰因其具有豐富的氧空位,作為氧化還原催化劑載體,在工業(yè)催化中發(fā)揮著重要的作用。氧化鈰負(fù)載的金屬或金屬氧化物催化劑也是被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)催化體系中,其中氧化鈰負(fù)載的雙金屬型（包括雙金屬和雙金屬氧化物）催化劑由于雙金屬間的協(xié)同效應(yīng)以及雙金屬與氧化鈰之間的相互作用,更是對(duì)催化體系有著不同的促進(jìn)作用。但是對(duì)于氧化鈰負(fù)載的雙金屬型催化劑的研究還十分有限,如何對(duì)其活性中心的指認(rèn),以及雙金屬之間,雙金屬與載體之間的相互作用對(duì)催化反應(yīng)的影響,并闡明其“構(gòu)效關(guān)系”仍然是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。本博士論文以沉積沉淀法制備了氧化鈰負(fù)載的小尺寸（納米顆粒、亞納米團(tuán)簇和單原子）雙金屬型催化劑,通過(guò)控制雙金屬物種在氧化鈰表面上的形貌、尺寸以及分布狀態(tài),系統(tǒng)地研究了一氧化碳氧化反應(yīng)和費(fèi)托合成反應(yīng)的催化性能及其機(jī)理研究,并進(jìn)一步探討了活性中心結(jié)構(gòu)與催化性能之間的“構(gòu)效關(guān)系”。具體的研究結(jié)果如下:1.氧化鈰負(fù)載鈷錳雙金屬體系:為了消除氫氧燃料電池中氫原料中的有害一氧化碳,提高氫氧燃料電池效率,氧化鈰負(fù)載的鈷錳雙金屬...
【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市
【文章頁(yè)數(shù)】：124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
(a)樣品XRD圖譜
氧化鈰負(fù)載的雙金屬型小尺寸催化材料的合成、催化性能及其“構(gòu)效關(guān)系”研究性，使得乙醇的轉(zhuǎn)化率也隨著活性金屬組分的不同而不同(如圖 1.1b 所示)[20]。因此，選擇合適的活性金屬催化反應(yīng)也是研究者所迫切需要解決的問(wèn)題。不同的負(fù)載方法對(duì)活性金屬活性位點(diǎn)的暴露有一定的影響，進(jìn)而影響其催化反應(yīng)性能。比利時(shí) Liege 大學(xué)的 Job 課題組通過(guò)靜電吸附法、浸漬法、還原法將鉑納米顆粒負(fù)載到碳凝膠上，發(fā)現(xiàn)靜電吸附制備的 Pt/C 其電催化性能優(yōu)于其他兩種方法[19]。西班牙 Alicante 大學(xué)的 Ramos-Fernandez課題組通過(guò)浸漬法將鉑負(fù)載到氧化鈰表面，經(jīng)過(guò)不同的處理過(guò)程，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)氬氣等離子處理，再經(jīng)過(guò) H2高溫還原后的樣品(如圖 1.2a 所示)其水汽變換反應(yīng)(WGS)的活性得到了提升(如圖 1.2b 所示)[21]。為負(fù)載金屬選擇合適的負(fù)載方法以及合適的預(yù)處理手段以制備高效的催化劑也變得尤為重要，隨著研究的深入，負(fù)載方法的日臻完善，為我們今后制備負(fù)載型金屬提供了借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
圖 1.3 (a) 納米 Au 顆粒負(fù)載在 TiO2(110)晶面上的掃描隧道顯微圖片[22]; (b) 不同尺寸的納米 Au 顆粒負(fù)載在 TiO2(110)晶面上的一氧化碳氧化活性曲線[22]。Figure 1.3 (a)A CCT STMinage ofAu/TiO2(110)[22](b)The activity for CO oxidation at 350 K aa function of the Au cluster size supported on TiO2assuming total dispersion of the Au.[22]1.1.2 載體的作用不僅活性金屬的物種變化會(huì)對(duì)催化劑性能造成影響，載體的種類[24–26]，以及相同金屬氧化物的不同晶型[27–30]也會(huì)對(duì)催化劑的催化能力造成一定的影響。2004 年，西班牙 Valencia 理工大學(xué)的 Corma 課題組將金納米顆粒負(fù)載在CeO2,TiO2, Fe2O3三種不同的載體上，研究不同載體對(duì)負(fù)載金納米顆粒的一氧化碳氧化能力的影響，發(fā)現(xiàn)氧化鈰負(fù)載金納米顆粒(如圖 1.4a 所示)的一氧化碳氧化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他兩個(gè)載體(如圖 1.4b 所示)[24]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Direct fabrication of cerium oxide hollow nanofibers by electrospinning[J]. 崔啟征,董相庭,王進(jìn)賢,李梅. Journal of Rare Earths. 2008(05)
本文編號(hào)：2975925
【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所)上海市
【文章頁(yè)數(shù)】：124 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
(a)樣品XRD圖譜
氧化鈰負(fù)載的雙金屬型小尺寸催化材料的合成、催化性能及其“構(gòu)效關(guān)系”研究性，使得乙醇的轉(zhuǎn)化率也隨著活性金屬組分的不同而不同(如圖 1.1b 所示)[20]。因此，選擇合適的活性金屬催化反應(yīng)也是研究者所迫切需要解決的問(wèn)題。不同的負(fù)載方法對(duì)活性金屬活性位點(diǎn)的暴露有一定的影響，進(jìn)而影響其催化反應(yīng)性能。比利時(shí) Liege 大學(xué)的 Job 課題組通過(guò)靜電吸附法、浸漬法、還原法將鉑納米顆粒負(fù)載到碳凝膠上，發(fā)現(xiàn)靜電吸附制備的 Pt/C 其電催化性能優(yōu)于其他兩種方法[19]。西班牙 Alicante 大學(xué)的 Ramos-Fernandez課題組通過(guò)浸漬法將鉑負(fù)載到氧化鈰表面，經(jīng)過(guò)不同的處理過(guò)程，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)氬氣等離子處理，再經(jīng)過(guò) H2高溫還原后的樣品(如圖 1.2a 所示)其水汽變換反應(yīng)(WGS)的活性得到了提升(如圖 1.2b 所示)[21]。為負(fù)載金屬選擇合適的負(fù)載方法以及合適的預(yù)處理手段以制備高效的催化劑也變得尤為重要，隨著研究的深入，負(fù)載方法的日臻完善，為我們今后制備負(fù)載型金屬提供了借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
圖 1.3 (a) 納米 Au 顆粒負(fù)載在 TiO2(110)晶面上的掃描隧道顯微圖片[22]; (b) 不同尺寸的納米 Au 顆粒負(fù)載在 TiO2(110)晶面上的一氧化碳氧化活性曲線[22]。Figure 1.3 (a)A CCT STMinage ofAu/TiO2(110)[22](b)The activity for CO oxidation at 350 K aa function of the Au cluster size supported on TiO2assuming total dispersion of the Au.[22]1.1.2 載體的作用不僅活性金屬的物種變化會(huì)對(duì)催化劑性能造成影響，載體的種類[24–26]，以及相同金屬氧化物的不同晶型[27–30]也會(huì)對(duì)催化劑的催化能力造成一定的影響。2004 年，西班牙 Valencia 理工大學(xué)的 Corma 課題組將金納米顆粒負(fù)載在CeO2,TiO2, Fe2O3三種不同的載體上，研究不同載體對(duì)負(fù)載金納米顆粒的一氧化碳氧化能力的影響，發(fā)現(xiàn)氧化鈰負(fù)載金納米顆粒(如圖 1.4a 所示)的一氧化碳氧化能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他兩個(gè)載體(如圖 1.4b 所示)[24]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Direct fabrication of cerium oxide hollow nanofibers by electrospinning[J]. 崔啟征,董相庭,王進(jìn)賢,李梅. Journal of Rare Earths. 2008(05)
本文編號(hào)：2975925
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