發(fā)布時間：2021-03-22 21:43

　　碳載金屬納米顆粒催化劑因其在一系列重要的催化反應(yīng)（如電催化氧還原、電催化小分子氧化、以及各類加氫/脫氫反應(yīng)等）中具有優(yōu)異的活性和選擇性,而受到廣泛關(guān)注和研究。然而傳統(tǒng)的碳黑載體表面惰性,缺少足夠的錨合位點(diǎn)與金屬形成強(qiáng)金屬-載體相互作用,反應(yīng)過程中金屬容易團(tuán)聚和燒結(jié),導(dǎo)致催化劑活性下降乃至失活。根據(jù)軟硬酸堿原理,貴金屬（軟酸）和含S物種（軟堿）容易形成強(qiáng)共價鍵。因此,通過S原子摻雜來化學(xué)功能化惰性的碳載體表面以構(gòu)建金屬-載體強(qiáng)相互作用,是一個非常有效的解決上述問題的方法。然而,目前S摻雜多孔碳載體材料（S-doped carbon,縮寫為S-C）的制備往往需要用到大量的化學(xué)活化劑和硬模板,成本高昂、制備過程繁瑣,限制了 S-C的大規(guī)模生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用�；诖�,本論文通過合理選擇小分子單體,經(jīng)聚合制得微孔共軛聚噻吩,再經(jīng)高溫碳化得到具有高比表面積的微孔S-C材料。將其作為載體,制備了高載量的Pt納米團(tuán)簇催化劑,并對其在不同苛刻環(huán)境下的抗燒結(jié)性能進(jìn)行了探究。最后將制備的S-C載負(fù)Pt納米團(tuán)簇催化劑應(yīng)用于電催化甲酸氧化反應(yīng)（formic oxidation reaction,縮寫為FAOR）中,... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３雙溶劑法合成Ｐｔ＠ＭＩＬ－１０１的原理示意圖［５７］??

６?ＰｔＣｎＵｉＯ＊６？??〇，〇，＿＿＾??Ｉｗｆ?＊?Ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ?？?Ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ??ｎＵ?１０－６６＊?＊?＊?Ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ?＊?Ｂｅｎｚｅｎｅ??（６．８?Ａ?ａｎｄ?７．２?Ａ）?｜１〇〇?■■??＾?５１４??Ｉ－?－?＊？：，■??）?Ｍ?＾?ｍｌ??ｎＵｉＯ－６７?ＰｔＣｎＭＯＦ－８０１?ＰｔＣｎＵｉＯ－６６?ＲＣｎＵｔＯ＞６７??（９．６?Ａ?ａｎｄ?１２?６?Ａ）?Ａｃｔｉｖｉｔｙ?ａｔ１￥０ｒＣ??圖１．４?Ｐｔ／Ｚｒ－ＭＯＦｓ的不同晶體結(jié)構(gòu)和產(chǎn)物選擇性［５８］。??盡管ＭＯＦｓ有獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)、大的比表面積和高的金屬含量等優(yōu)勢，但由??于結(jié)構(gòu)中存在有機(jī)組分，其熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性相對較低，這很大程度阻礙了??它們在催化領(lǐng)域中的應(yīng)用［５３］，需要進(jìn)一步開發(fā)和優(yōu)化。??１．２．３碳載體??碳載體是最常用的金屬催化劑載體之一，擁有高比表面積、高孔隙率、良好??的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和極佳的物理化學(xué)穩(wěn)定性能等優(yōu)點(diǎn)，滿足研宄者心目中理想載體??所需的大多數(shù)性能［１，５９￣］。除此之外，如圖１．５所示，碳載體在過熱水蒸氣（Ｔ＞??４００?°Ｃ）、高溫液態(tài)水（Ｔ＞?２００。０和超臨界水等各種苛刻的水熱反應(yīng)條件下均??具有非常好的穩(wěn)定性１３５］。貴金屬催化劑，特別是高載量的，有一個非常重要的??經(jīng)濟(jì)學(xué)問題就是關(guān)于貴金屬的回收、精煉和再循環(huán)。使用碳材料作為貴金屬催化??劑的載體能有效簡化和解決這個問題，因?yàn)樘疾牧峡梢詿�，留下貴金屬高度濃??縮的灰燼，從而經(jīng)濟(jì)簡單地回收它們，同時也能有效解決固體廢棄物處理的問題??［３］。因此碳材料是一種安全、可持續(xù)發(fā)展和

?第１章???■國丨??Ｈｉ?ｆ＾ｏｏｒ??圖１．５在（ａ）過熱水蒸氣和（ｂ）超臨界液態(tài)水中各種多相催化劑載體的水熱穩(wěn)定性［３５］。??如圖１．６所示，我國中科院納米生物效應(yīng)與安全性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王珠課題組［６４］??通過液相脈沖激光消融法在氧化石墨烯（Ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｏｘｉｄｅ，縮寫為ＧＯ）納米片上??載負(fù)了超�。遥杓{米顆粒（１．８?±?０．４?ｎｍ）。Ｒｈ納米顆粒通過靜電相互作用均勻??分散在ＧＯ表面。在４－硝基苯酚還原反應(yīng)中，該Ｒｈ／ＧＯ催化劑表現(xiàn)出很好的催??化活性，快速和完全地轉(zhuǎn)化４－硝基苯酚為４－氨基酚，動力學(xué)常數(shù)是商業(yè)Ｒｈ／Ｃ的??２７倍。Ｒｈ／ＧＯ催化劑的優(yōu)異催化活性歸功于均勻分散在ＧＯ表面的小的Ｒｈ納米??顆粒尺寸。韓國化學(xué)研究所Ｊｏｎｇ－Ｓａｎ?Ｃｈａｎｇ課題組［６５］在活性碳上負(fù)載了一系列??貴金屬，得到Ｒｕ／Ｃ、Ｐｔ／Ｃ和Ｐｄ／Ｃ催化劑。這些催化劑均能有效催化乙酰丙酸選??擇性加氫為Ｙ－戊內(nèi)酯，得到１〇〇?％乙酰丙酸轉(zhuǎn)化率和超過９９?％的ｙ－戊內(nèi)酯選擇??性。其中，Ｒｕ／Ｃ催化活性和選擇性最好。??ＩｌＳｌ；?ｖ；＾?，??／?、：翁Ｖ??ＨｈｔＱＱ?ｎ＊ｎｏｃｏｍｐｏ？ｉｔｅ??？?＿－＇ｗ?ｌ?ｉ．．．－??Ｉ說！??■?Ｖ．?Ｘ：?ｉｒ－ＣＭ?Ｘ?（?ｙ??ＧＯ?￥ｈｅ？ｌ??圖１．６?Ｒｕ／ＧＯ催化劑的合成和催化示意圖［６４］。??６??


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