合成氨工業(yè)關乎人類的生存和發(fā)展。目前工業(yè)合成氨主要來源于能源密集型和資源密集型的Haber-Bosch工藝,但是該過程會消耗大量的化石能源并排放大量的CO₂。為了緩解能源短缺和環(huán)境污染的問題,電催化合成氨是一種清潔、可持續(xù)的合成氨技術,并且有望替代傳統(tǒng)的合成氨工藝,但是目前在電化學合成過程中存在很強的競爭析氫反應,從而導致較低的產氨速率及法拉第效率。因此,我們需要研究電催化劑對氮還原反應和析氫反應的競爭關系,探究氮還原反應和析氫反應的催化機制,從而篩選出優(yōu)異的電催化合成氨和析氫催化劑。多孔金屬材料因具有高活性、大比表面積、豐富的活性位點、高導電性以及便利的傳輸通道在電催化領域具有廣泛的應用。基于此,本文設計了不同形貌和組分的金基催化劑以提高電催化合成氨及析氫反應的性能。本論文主要進行了以下研究:（1）以氯金酸和氯鈀酸鈉為前驅體,硼氫化鈉為還原劑,在檸檬酸鈉存在的條件下,通過室溫一步濕化學還原法,合成了多孔Au Pd網狀納米線。雙金屬組分可以調節(jié)電子結構,從而有益于氮氣的吸附和活化;多孔網狀納米線結構還可以提供較大的比表面積、豐富的活性位點以及快速的傳質通道,有利于... 

【文章頁數】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 氨的用途
        1.1.2 合成氨工業(yè)的現狀
        1.1.3 合成氨工業(yè)的未來和挑戰(zhàn)
    1.2 電催化合成氨
        1.2.1 電催化合成氨反應機理
        1.2.2 電催化合成氨催化劑的研究進展
    1.3 電解水制氫
        1.3.1 析氫反應的基本原理
        1.3.2 析氫反應的性能指標
    1.4 論文選題依據及研究內容
        1.4.1 論文選題依據
        1.4.2 論文研究內容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗所用的藥品及儀器
    2.2 催化劑及工作電極的制備
        2.2.1 AuPd PNWs催化劑的制備
        2.2.2 碳紙負載的AuPd PNWs工作電極的制備
        2.2.3 AuCuB PNSs催化劑的制備
        2.2.4 碳紙負載的AuCuB PNSs工作電極的制備
        2.2.5 Au@Rh MNSs催化劑的制備
        2.2.6 玻碳電極負載的Au@Rh MNSs工作電極的制備
    2.3 電催化合成氨催化劑性能評價
        2.3.1 評價裝置
        2.3.2 NH_3檢測
        2.3.3 肼的檢測
    2.4 析氫反應催化劑性能評價
    2.5 催化劑表征
        2.5.1 SEM表征
        2.5.2 TEM和電感耦合等離子體質譜表征
        2.5.3 XPS表征
        2.5.4 XRD和 N_2-TPD表征
第三章 多孔AuPd網狀納米線的制備及其電催化合成氨性能研究
    3.1 引言
    3.2 結果與討論
        3.2.1 AuPd PNWs的形貌及結構表征
        3.2.2 探究合成因素對AuPd PNWs的影響
        3.2.3 AuPd PNWs的 NRR性能
    3.3 本章小結
第四章 AuCuB多孔納米結構的制備及其電催化合成氨性能研究
    4.1 引言
    4.2 結果與討論
        4.2.1 AuCuB PNSs的形貌及結構表征
        4.2.2 探究合成因素對AuCuB PNSs的影響
        4.2.3 AuCuB PNSs的電催化合成氨性能
    4.3 本章小結
第五章 Au@Rh介孔納米球的制備及其析氫性能研究
    5.1 引言
    5.2 結果與討論
        5.2.1 Au@Rh MNSs的形貌及結構表征
        5.2.2 探究合成因素對Au@Rh MNSs的影響
        5.2.3 Au@Rh MNSs的析氫反應性能
    5.3 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
    3 發(fā)明專利
學位論文數據集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]合成氨工業(yè):過去、現在和未來——合成氨工業(yè)創(chuàng)立100周年回顧、啟迪和挑戰(zhàn)[J]. 劉化章.  化工進展. 2013(09)



本文編號：3679742