金屬催化劑在化工、能源、醫(yī)藥、食品、環(huán)境等領(lǐng)域中均有重要應(yīng)用,市場需求量大。研究表明,催化劑粒徑大小對其催化效率影響很大,尺寸研究已由之前的塊體向納米顆粒、亞納米、繼而發(fā)展到單個原子。相比而言,金屬單原子催化劑的催化效率更高、穩(wěn)定性更好,易于探索催化反應(yīng)機理。然而,金屬單原子催化劑的合成至今仍存在諸多技術(shù)挑戰(zhàn),尤其是高負載量（＞3.0 wt%）金屬單原子催化劑的合成鮮有報道。針對上述問題,本文通過調(diào)控pH,自組裝金屬-單寧酸配合物,以此為前體,高溫焙燒,成功合成了高負載量（7.68 wt%）金屬鈷單原子催化劑,并用于催化氧化半纖維素衍生物糠醛,制備高附加值糠酸甲酯和糠酸,為半纖維素生物質(zhì)的高值化利用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。主要研究成果如下:1.合成了金屬-單寧酸配合物前體。通過調(diào)控pH,合成了一系列過渡金屬-單寧酸配合物（Co-TA、Zn-TA、Mn-TA、Cu-TA、Ni-TA、Fe-TA、Zr-TA）,獲得每一種配合物的最適pH。2.研究了金屬鈷單原子催化劑的合成與結(jié)構(gòu)表征。以雙金屬鈷/鋅-單寧酸配合物為前體,通過N雜原子點綴,高溫碳化,合成氮摻雜碳負載鈷單原子催化劑（Co SAs-N@C... 

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 單寧酸的研究進展
        1.1.1 單寧酸簡介
        1.1.2 單寧酸的化學性質(zhì)
            1.1.2.1 金屬離子螯合作用
            1.1.2.2 與生物大分子作用
            1.1.2.3 抗氧化作用
        1.1.3 單寧酸的應(yīng)用
            1.1.3.1 食品工業(yè)的應(yīng)用
            1.1.3.2 在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用
            1.1.3.3 在碳材料領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.2 糠醛的研究進展
        1.2.1 糠醛的制備
            1.2.1.1 木糖脫水制備糠醛
            1.2.1.2 由木聚糖制備糠醛
            1.2.1.3 由木質(zhì)纖維素制備糠醛
        1.2.2 糠醛的反應(yīng)研究
            1.2.2.1 加氫反應(yīng)
            1.2.2.2 氧化反應(yīng)
            1.2.2.3 氧化酯化反應(yīng)
    1.3 單原子催化劑的研究進展
        1.3.1 單原子催化劑的合成
            1.3.1.1 濕化學法
            1.3.1.2 原子層沉積法
            1.3.1.3 熱分解法
        1.3.2 單原子催化劑的表征
        1.3.3 單原子催化劑的應(yīng)用
            1.3.3.1 氧化及氧化酯化反應(yīng)
            1.3.3.2 催化加氫反應(yīng)
            1.3.3.3 電化學反應(yīng)
    1.4 本文研究目的與主要研究內(nèi)容
第二章 鈷單原子催化劑的合成與表征
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 實驗試劑與主要儀器
        2.2.2 單寧酸為配體催化劑的合成
        2.2.3 金屬添加量對Co-TA配合物組裝的影響
        2.2.4 催化劑金屬負載量的測定方法
        2.2.5 X-射線粉末衍射(XRD)測定
        2.2.6 X-射線光電子能譜(XPS)測定
        2.2.7 催化劑的形貌觀察
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 催化劑的合成
        2.3.2 鉆離子添加量對Co-TA配合物組裝的影響
        2.3.3 催化劑金屬負載量的測定結(jié)果
        2.3.4 XRD結(jié)果分析
        2.3.5 XPS結(jié)果分析
        2.3.6 催化劑的形貌分析
    2.4 文章小結(jié)
第三章 氧化酯化活性的測定
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 實驗試劑與主要儀器
        3.2.2 氧化酯化活性的研究
            3.2 .2.1氧化酯化活性測定
            3.2.2.2 初始轉(zhuǎn)換頻率(TOF)值測定
            3.2.2.3 反應(yīng)活化能的測定
        3.2.3 氧化劑對催化效果的影響
        3.2.4 電子順磁共振波譜(EPR)測定
        3.2.5 催化劑活性位點探究
            3.2.5.1 硫氰化鉀(KSCN)毒性試驗
            3.2.5.2 酸浸試驗
        3.2.6 催化劑底物適應(yīng)性的研究
        3.2.7 催化劑的回收與利用
        3.2.8 產(chǎn)物的分析方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 不同金屬催化劑氧化酯化活性的研究
        3.3.2 氧化酯化活性測定結(jié)果
        3.3.3 TOF值的測定結(jié)果
        3.3.4 反應(yīng)活化能的測定結(jié)果
        3.3.5 氧化劑對催化效果的影響
        3.3.6 EPR和添加自由基清除劑的分析
        3.3.7 催化劑活性位點的研究
        3.3.8 催化劑底物適應(yīng)性的研究
        3.3.9 催化劑的回收與利用
    3.4 本章小結(jié)
第四章 氧化活性的測定
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 實驗試劑與主要儀器
        4.2.2 氧化活性的研究
        4.2.3 初始轉(zhuǎn)換頻率(TOF)值測定
        4.2.4 反應(yīng)活化能的測定
        4.2.5 氧化劑對氧化效果的影響
        4.2.6 催化劑底物適應(yīng)性的研究
        4.2.7 催化劑的回收與利用
        4.2.8 產(chǎn)物的分析方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 堿添加劑對氧化活性的影響
        4.3.2 氧化活性的測定
        4.3.3 TOF值的測定結(jié)果
        4.3.4 反應(yīng)活化能的測定結(jié)果
        4.3.5 氧化劑對氧化效果的影響
        4.3.6 催化劑底物適應(yīng)性的研究
        4.3.7 催化劑的回收與利用
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀碩士期間論文發(fā)表情況
作者和導(dǎo)師簡介
附件


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3703426