納米碳材料和六方氮化硼作為新型的無金屬催化劑受到了研究者的重視。該類催化劑的活性位點(diǎn)可通過可控引入摻雜劑、結(jié)構(gòu)畸變/缺陷、或/和三維結(jié)構(gòu)等方式得到有效調(diào)節(jié),這為制備高效催化劑提供了強(qiáng)有力的手段和更大優(yōu)化空間。非金屬催化劑與傳統(tǒng)金屬基催化劑的催化機(jī)制有著本質(zhì)的區(qū)別,本文關(guān)注其在液相條件下非金屬催化氧化反應(yīng)和加氫反應(yīng)的活性位點(diǎn),為催化劑的理性設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。論文的主要內(nèi)容如下:摻氮碳材料中的吡啶氮和石墨氮在非金屬催化中的作用仍存在爭(zhēng)議。本文通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算證實(shí)了摻氮碳材料催化苯乙烯環(huán)氧化的反應(yīng)機(jī)制。氮的摻入能明顯提高納米碳管的催化活性,但隨著氮含量的增加,其催化活性存在先增加后降低的現(xiàn)象。獨(dú)立的吡啶氮和石墨氮作為活性位可能協(xié)同完成該催化反應(yīng);但高氮含量下吡啶氮和石墨氮存在位置協(xié)同作用,反而會(huì)抑制苯乙烯的環(huán)氧化反應(yīng)。氮物種之間的協(xié)同效應(yīng)是深入理解摻氮碳材料催化行為的重要方面,這將為無金屬碳催化劑的理性設(shè)計(jì)提供新的思路。摻氮碳材料是催化硝基苯直接加氫合成苯胺的有效非金屬催化劑,但其上的H₂解離機(jī)制仍未得到深刻認(rèn)識(shí)。本文通過實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算證實(shí)質(zhì)子溶劑和非質(zhì)子溶劑中進(jìn)行硝基苯加...

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖5-1(a)BN的N2吸附-脫附等溫曲線,(b)BN孔徑分布曲線

5.5.1氮化硼的織構(gòu)分析圖5-1(a)所示為系列BN樣品的低溫N2吸脫附等溫曲線。根據(jù)IUPAC分類,所有BN樣品的氮?dú)馕?解吸等溫線均為Ⅳ類型,在低相對(duì)壓力區(qū)(0<P/P0<0.4),吸附是不存在遲滯現(xiàn)象的單分子層吸附;在相對(duì)壓力為0.4<P/P0<1.0時(shí),出現(xiàn)了H4型....

圖5-2(1a)和(1b),(2a)和(2b),(3a)和(3b)及(4a)和(4b)分別代表BN31,BN21,BN11和BN12的HRTEM;(1c)和(1d),(2c)和(2d),(3c)和(3d)及(4c)和(4d)分別代表BN31,BN21,BN11和BN12的SEM圖。

5.5.2氮化硼的SEM和HRTEM表征圖5-2顯示了多孔氮化硼的HRTEM和SEM圖。BN31、BN21、BN11及BN12的HRTEM圖如5-2(1a)和(1b)、(2a)和(2b)、(3a)和(3b)、(4a)和(4b)圖所示。BN31、BN21、BN11及BN12呈現(xiàn)....

圖5-3 BN11的(a)HRTEM圖像和(b)選區(qū)電子衍射(SAED)圖,紅色框區(qū)域?yàn)槿毕萁Y(jié)構(gòu)。

圖5-2顯示了多孔氮化硼的HRTEM和SEM圖。BN31、BN21、BN11及BN12的HRTEM圖如5-2(1a)和(1b)、(2a)和(2b)、(3a)和(3b)、(4a)和(4b)圖所示。BN31、BN21、BN11及BN12呈現(xiàn)出片狀結(jié)構(gòu),表面富含豐富的孔,孔的直徑大約為....

圖5-4 BN31、BN21、BN11及BN12催化劑的XRD譜圖。

其中,k為衍射峰Scherrer常數(shù)(通常為0.9);λ為入射X射線波長(zhǎng)(0.15406nm);θ為入射平面的布拉格衍射角;β為衍射峰的半高峰寬。表5-1列出了所合成的納米氮化硼催化劑(002)晶面的層間距離和晶粒直徑。結(jié)果顯示,(002)晶面的層間距在0.35-0.37nm....

本文編號(hào)：4030272