本文關(guān)鍵詞：兩維材料限域金屬納米催化劑的構(gòu)建和催化性能研究

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【摘要】：在納米催化的研究和實踐中通過改變納米粒子的尺寸、形貌、組成可以有效調(diào)變催化性能。此外,還可以在催化劑表面構(gòu)建合適的限域微環(huán)境對表面化學(xué)和反應(yīng)進(jìn)行有效調(diào)控。本論文探索在金屬催化劑表面上構(gòu)建兩維材料形成金屬@兩維材料核殼納米結(jié)構(gòu),利用兩維材料與金屬表面之間的限域作用來調(diào)變催化劑表面的微觀環(huán)境,提高催化劑的活性,選擇性及穩(wěn)定性。主要利用石墨烯和六方氮化硼(h-BN)限域金屬Pt和Ni構(gòu)建了 Pt@C和Ni@h-BN催化劑。選擇CO氧化,合成氣甲烷化和氫氧化(HOR)作為探針反應(yīng)研究兩維材料/金屬納米粒子界面間的限域效應(yīng)對催化反應(yīng)的影響。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:1.Pt@C核-殼結(jié)構(gòu)催化劑的構(gòu)建及其在CO氧化反應(yīng)中的性能:利用化學(xué)氣相沉積法以乙烯為碳源在Pt納米粒子表面生長石墨烯殼層結(jié)構(gòu)。拉曼,酸洗處理和程序升溫氧化實驗結(jié)果說明當(dāng)生長溫度為450 ℃可以在Pt納米粒子表面形成少數(shù)層有缺陷的石墨烯結(jié)構(gòu)。Pt納米粒子表面的石墨烯結(jié)構(gòu)可以促進(jìn)Pt催化CO氧化反應(yīng),使得CO氧化反應(yīng)表觀活化能降低30 kJ/mol。100 ℃時,Pt@C/SiO2催化劑CO氧化反應(yīng)的TOF是Pt/SiO2催化劑的3倍。CO脈沖化學(xué)吸附以及CO原位紅外表征結(jié)果證實CO氧化反應(yīng)是在石墨烯/Pt界面上發(fā)生。2.h-BN限域Ni催化劑的構(gòu)建及其催化甲烷化反應(yīng)性能:高分辨電鏡表征結(jié)果證明成功制備少數(shù)層h-BN覆蓋的Ni@h-BN核-殼結(jié)構(gòu)催化劑。發(fā)現(xiàn)Ni@h-BN/SiO2催化劑具有優(yōu)異的合成氣甲烷化反應(yīng)活性,表面h-BN殼層結(jié)構(gòu)可以大大提高催化劑的穩(wěn)定性。原位近常壓X-射線光電子能譜表征和H2脈沖化學(xué)吸附實驗數(shù)據(jù)說明CO和H2分子可以在被h-BN覆蓋的Ni納米粒子表面吸附并且發(fā)生合成氣甲烷化反應(yīng)。3.Ni@h-BN核-殼催化劑用于氫氧化(HOR)反應(yīng)研究:與Ni/C催化劑相比,Ni@h-BN/C催化劑催化HOR反應(yīng)動力學(xué)速率明顯增加。其交換電流密度是Ni/C催化劑的6倍。X-射線光電子能譜表征結(jié)果,程序升溫氧化和循環(huán)伏安實驗結(jié)果都說明h-BN殼層可以提高Ni表面的抗氧化性,理論計算結(jié)果也證明表面h-BN殼層可以有效弱化Ni-Oad和Ni-Had的相互作用使得HOR反應(yīng)活性提高。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王明,俞壽明,黃敏明,單紹純,戎晶芳,楊恒祥,林培琰;具有抗硫性能的CO氧化復(fù)合氧化物催化劑[J];催化學(xué)報;1984年03期

2 江晶亮;劉建周;于海蔚;沈輝;呂春林;修靜;;Pd/Al_2O_3催化劑上低濃度CO氧化的研究[J];江蘇化工;2006年12期

3 胡盼靜;伍燕妮;鄭海影;孟漣;金凌云;羅孟飛;;Ir/CeO_2催化劑的表征和CO氧化性能[J];無機(jī)化學(xué)學(xué)報;2011年12期

4 靳廣洲,殷慧齡;氧化鎂對銅鈰催化劑CO氧化活性及抗硫性能影響[J];北京石油化工學(xué)院學(xué)報;1998年02期

5 施申忠;國內(nèi)外CO氧化觸媒的研究動向[J];煤礦安全;2002年04期

6 辛洪川,劉長厚,張守臣,王立秋,李紹果;負(fù)載型La-Sr-Cu系復(fù)合氧化物催化劑用于CO氧化[J];催化學(xué)報;2004年09期

7 徐慧遠(yuǎn);王麗;張燕;徐慎穎;尚書勇;;CO氧化用納米金催化劑常用的表征技術(shù)[J];宜賓學(xué)院學(xué)報;2012年06期

8 劉大壯,孫培勤,劉現(xiàn)峰,王加民,馬法書,趙建宏;催化裂化再生器中鉑助燃劑催化活性的測定(Ⅰ)——在新助燃劑上CO氧化的反應(yīng)動力學(xué)[J];化學(xué)工程;1997年03期

9 黃顯湯;;制備條件對銅錳型CO常溫消除催化劑性能的影響[J];電子世界;2014年04期

10 陳省能;陳君宇;趙越;陳明樹;萬惠霖;;分散度對負(fù)載型鉑基催化劑CO氧化性能的影響(英文)[J];催化學(xué)報;2012年12期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 陳宗杰;陳先明;;負(fù)載型金催化劑催化CO氧化性能研究[A];第七屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2010年

2 張同英;粟艷;王淑萍;王淑榮;吳世華;;CuO/Ce_(0.8)Sn_(0.2)O_2的制備及低溫CO氧化催化性能[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會納米化學(xué)分會場論文集[C];2008年

3 魯繼青;賈愛平;羅孟飛;;CuO-CeO_2催化劑上CO氧化協(xié)同作用研究[A];第十四屆全國青年催化學(xué)術(shù)會議會議論文集[C];2013年

4 林清泉;鄒旭華;齊世學(xué);安立敦;;負(fù)載型Au/MgO/Al_2O_3催化劑的CO氧化活性及穩(wěn)定性[A];第六屆全國環(huán)境催化與環(huán)境材料學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

5 林堅;李林;王曉東;張濤;;原位脈沖量熱研究包裹型Ir-in-CeO_2與擔(dān)載型Ir-on-CeO_2催化劑上CO氧化過程[A];“國際化學(xué)年在中國”——中國化學(xué)會第三屆全國熱分析動力學(xué)與熱動力學(xué)學(xué)術(shù)會議暨江蘇省第三屆熱分析技術(shù)研討會論文集[C];2011年

6 馬靜萌;王月娟;羅孟飛;;高比表面CuO-CeO_2催化劑的低溫CO氧化性能[A];第十三屆全國催化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

7 吳世華;韓東站;高峰;辛建華;張守民;黃唯平;;SMAI法制備樹脂固載納米鈀低溫CO氧化催化劑[A];中國化學(xué)會第12屆反應(yīng)性高分子（離子交換與吸附）學(xué)術(shù)研討會會議論文摘要預(yù)印集（一）[C];2004年

8 呂愛花;董園園;王美剛;金明善;索掌懷;安立敦;;TiO _2-SiO_2負(fù)載納米金催化劑的制備及其CO氧化活性[A];第三屆全國工業(yè)催化技術(shù)及應(yīng)用年會論文集[C];2006年

9 王麗;郭耘;;負(fù)載Pd催化劑用于CO氧化及其在隧道空氣凈化中的應(yīng)用[A];第十四屆全國青年催化學(xué)術(shù)會議會議論文集[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 高麗君;兩維材料限域金屬納米催化劑的構(gòu)建和催化性能研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

2 婁陽;Co_3O_4基催化劑低溫催化CO氧化的化學(xué)反應(yīng)過程及其性能的研究[D];華東理工大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 賈愛平;CuO-CeO_2催化劑的CO氧化活性位及反應(yīng)動力學(xué)的研究[D];浙江師范大學(xué);2009年

2 宋宇鵬;高比表面積CuO-CeO_2催化劑的制備及其CO氧化活性[D];鄭州大學(xué);2007年

3 李高杰;石墨烯負(fù)載Co_3O_4、CuO催化劑的制備及催化CO氧化性能[D];河南理工大學(xué);2016年

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本文編號：1290333