由煤炭經(jīng)甲醇轉(zhuǎn)化為重要的化學(xué)品是煤炭清潔利用領(lǐng)域的一條重要途徑。光催化甲醇直接脫氫制甲酸甲酯等重要化學(xué)品是一條新的綠色合成路線,既可以消耗甲醇緩解其產(chǎn)能過剩的壓力,又可以取得經(jīng)濟效益,具有一定的實際意義和研究價值。BiOCl是一種具有獨特層狀結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體,將其用于無氧條件下光催化甲醇直接脫氫反應(yīng)具有一定的創(chuàng)新性,拓展了光催化有機合成反應(yīng)的研究范圍,豐富了光催化有機合成理論,具有一定的科學(xué)意義。本研究采用水熱法制備了BiOCl催化劑,研究了溶劑對催化劑結(jié)構(gòu)和性能的影響,通過X射線衍射(XRD)、固體紫外-可見漫反射(UV-Vis)、傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、透射電鏡(TEM)和X射線光電子能譜(XPS)對催化劑結(jié)構(gòu)、光吸收性能、表面羥基數(shù)目、形貌和價態(tài)進行了表征。考察了催化劑光催化甲醇直接脫氫反應(yīng)的性能,從單純紫外光照、甲醇?xì)夥障鹿庹蘸虷₂還原三方面研究了催化劑失活的原因,通過對比催化劑反應(yīng)前后結(jié)構(gòu)性能的變化,厘清了催化劑的失活機理,提出通過增氧方法解決催化劑穩(wěn)定性的方案。具體研究結(jié)果如下:1、溶劑對催化劑結(jié)構(gòu)、形貌以及光催化甲醇脫氫反應(yīng)的催化性能有顯著影響...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 甲醇的光催化產(chǎn)物
        1.2.1 二甲氧基甲烷(DMM)
        1.2.2 甲酸甲酯(MF)
    1.3 半導(dǎo)體光催化技術(shù)
        1.3.1 半導(dǎo)體光催化技術(shù)的發(fā)展
        1.3.2 半導(dǎo)體光催化材料
        1.3.3 半導(dǎo)體光催化原理
    1.4 氧氯化鉍(BiOCl)光催化材料
        1.4.1 BiOCl的能帶和空間結(jié)構(gòu)
        1.4.2 BiOCl光催化劑制備方法
        1.4.3 BiOCl光催化劑的應(yīng)用
    1.5 論文選題依據(jù)、研究內(nèi)容及意義
        1.5.1 選題依據(jù)
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 研究意義
第二章 實驗部分
    2.1 實驗儀器和試劑
    2.2 催化劑的表征分析
        2.2.1 X射線粉末衍射(XRD)
        2.2.2 紫外-可見漫反射光譜分析(UV-Vis-DRS)
        2.2.3 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)
        2.2.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.2.5 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.2.6 X射線光電子能譜(XPS)
    2.3 催化反應(yīng)裝置
    2.4 二甲氧基甲烷定性測試
第三章 氧氯化鉍的制備、表征及光催化甲醇直接脫氫反應(yīng)的性能研究
    3.1 BiOCl光催化劑的制備
    3.2 催化劑的表征
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 UV-Vis-DRS分析
        3.2.3 FT-IR分析
        3.2.4 SEM分析
        3.2.5 TEM分析
    3.3 無氧條件下光催化甲醇脫氫反應(yīng)的性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 BiOCl光催化甲醇直接脫氫反應(yīng)的失活機理研究
    4.1 催化劑失活原因分析
    4.2 失活實驗測試
        4.2.1 光照對催化劑失活的影響
        4.2.2 H₂對催化劑失活的影響
        4.2.3 甲醇的光催化反應(yīng)對催化劑失活的影響
    4.3 催化劑失活機理與驗證
    4.4 本章小結(jié)
第五章 氧氣對BiOCl催化劑結(jié)構(gòu)和催化性能的影響
    5.1 不同氧濃度對BiOCl催化性能的影響
    5.2 有氧條件下的反應(yīng)機理推測
    5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝



本文編號：3763496