面向能源和环境的铜基纳米材料合成及应用
发布时间：2020-06-14 00:06
【摘要】：纳米材料凭借其结构特点带来的独特的理化性质,在工业生产中有着广泛的应用。其中,铜由于其导电性好,价格便宜且储量丰富,被大家认为是优良的金属材料。铜纳米材料与块体铜相比,有着较好的催化活性,虽然铜纳米材料已经取得了巨大的研究进展,但是铜纳米材料生成过程中的影响因素及材料的结构,组成等因素的不同,会对催化结果有着翻天覆地的变化,如何运用简单的设计合成路线并合成具有较高的催化活性的铜基纳米材料具有重要意义。本论文以纳米材料,基础电化学和有机化学为理论指导,并通过大量的前人研究结果的学习,以铜基纳米催化剂为研究中心,提出催化剂形貌和组成是电解水产氢和对硝基苯酚还原的关键因素,并在此基础上开发了低成本的铜基催化材料并探究反应机理,主要研究内容如下:(1)通过油相还原法,使用乙酰丙酮钯和乙酰丙酮铜作为前驱体制备不同组分的钯铜合金纳米颗粒。采用HRTEM,TEM,MAPPING,EDS等测试手段对不同组分的钯铜纳米颗粒的微观结构及其组成进行表征。(2)通过研究不同组分钯铜合金纳米颗粒的电解水产氢的催化效果及其稳定性,并且运用DFT计算结果作为性能增强的微观解释。(3)通过常温两步法,制备出结构新颖的以铜纳米线为模板,ZIF-8为连珠间断串联在铜纳米线上的复合材料。采用HRTEM,TEM,MAPPING,EDS等测试手段对复合材料的微观结构及其组成进行表征。(4)通过研究不同结构Cu@ZIF-8纳米材料对对硝基苯酚还原的催化效果及其稳定性,并通过对照实验验证了性能增强的微观解释及反应机理。 【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1
【图文】：
逑．在５８０ｎｍ处显示［５］。本论文合成的双金属ＰｄｘＣｕｉｏｏ－ｘ纳米颗粒，Ｐｄ纳米颗粒和Ｃｕ逡逑纳米颗粒的紫外吸收峰在图２－１中展示。从图中我们可以得出，仅仅Ｃｕ纳米颗粒在逡逑５８６ｎｍ处有ＳＰＲ峰，然而，对于双金属ＰｄｘＣｕ１（Ｘ）－ｘ纳米颗粒以及Ｐｄ纳米颗粒没有明逡逑显的ＳＰＲ峰，这个归因于Ｐｄ元素的掺入影响。这些紫外吸收结果表明ＰｄＣｕ合金纳逡逑米颗粒可能合成［６１。逡逑—Ｐｄ２７0Ｕｙ３邋ＮＰｓ逡逑＂＂＂＂＂＂邋Ｐｄ４０Ｃｕ６０邋ＮＰｓ逡逑ＮＰｓ逡逑ｇ逦—Ｃｕ邋ＮＰｓ逦５８６邋ｎｍ逡逑ｔｏ逡逑ｊＱ逦………逡逑＜逦￣—逦逦逡逑４００逦５００逦６００逦７００逦８００逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋／邋ｎｍ逡逑图２－１不同纳米颗粒的紫外吸收峰逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ＵＶ－Ｖｉｓ邋ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ邋ｓｐｅｃｔｒａ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ逡逑双金属Ｐｄ２７Ｃｕ７３，邋Ｐｄ４ＧＣｕ６Ｇ和Ｐｄ７ｉＣｕ２９纳米颗粒的具有代表性的透射电子显微镜逡逑的图像和对应的纳米颗粒直径分布图在图２－２中展示，同时，Ｐｄ纳米颗粒和Ｃｕ纳逡逑米颗粒的透射电镜图和对应的纳米颗粒直径图作为对比，也被测试出来（见图２－３）。逡逑我们能发现这三个样品的ＰｄＣｕ纳米颗粒是单分散的球形颗粒（见图２－２），并且有逡逑一个相对较均匀的直径，即４．７ｎｍ左右。我们制备的这些合金纳米颗粒的直径比前逡逑人报导出来的钯铜纳米颗粒的直径小很多。这个现象归因于表面活性剂三苯基膦的逡逑作用和反应条件中反应温度的提高。逡逑１５逡逑
逑．在５８０ｎｍ处显示［５］。本论文合成的双金属ＰｄｘＣｕｉｏｏ－ｘ纳米颗粒，Ｐｄ纳米颗粒和Ｃｕ逡逑纳米颗粒的紫外吸收峰在图２－１中展示。从图中我们可以得出，仅仅Ｃｕ纳米颗粒在逡逑５８６ｎｍ处有ＳＰＲ峰，然而，，对于双金属ＰｄｘＣｕ１（Ｘ）－ｘ纳米颗粒以及Ｐｄ纳米颗粒没有明逡逑显的ＳＰＲ峰，这个归因于Ｐｄ元素的掺入影响。这些紫外吸收结果表明ＰｄＣｕ合金纳逡逑米颗粒可能合成［６１。逡逑—Ｐｄ２７0Ｕｙ３邋ＮＰｓ逡逑＂＂＂＂＂＂邋Ｐｄ４０Ｃｕ６０邋ＮＰｓ逡逑ＮＰｓ逡逑ｇ逦—Ｃｕ邋ＮＰｓ逦５８６邋ｎｍ逡逑ｔｏ逡逑ｊＱ逦………逡逑＜逦￣—逦逦逡逑４００逦５００逦６００逦７００逦８００逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋／邋ｎｍ逡逑图２－１不同纳米颗粒的紫外吸收峰逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ＵＶ－Ｖｉｓ邋ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ邋ｓｐｅｃｔｒａ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ逡逑双金属Ｐｄ２７Ｃｕ７３，邋Ｐｄ４ＧＣｕ６Ｇ和Ｐｄ７ｉＣｕ２９纳米颗粒的具有代表性的透射电子显微镜逡逑的图像和对应的纳米颗粒直径分布图在图２－２中展示，同时，Ｐｄ纳米颗粒和Ｃｕ纳逡逑米颗粒的透射电镜图和对应的纳米颗粒直径图作为对比，也被测试出来（见图２－３）。逡逑我们能发现这三个样品的ＰｄＣｕ纳米颗粒是单分散的球形颗粒（见图２－２），并且有逡逑一个相对较均匀的直径，即４．７ｎｍ左右。我们制备的这些合金纳米颗粒的直径比前逡逑人报导出来的钯铜纳米颗粒的直径小很多。这个现象归因于表面活性剂三苯基膦的逡逑作用和反应条件中反应温度的提高。逡逑１５逡逑
本文编号：2711953
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1
【图文】：
逑．在５８０ｎｍ处显示［５］。本论文合成的双金属ＰｄｘＣｕｉｏｏ－ｘ纳米颗粒，Ｐｄ纳米颗粒和Ｃｕ逡逑纳米颗粒的紫外吸收峰在图２－１中展示。从图中我们可以得出，仅仅Ｃｕ纳米颗粒在逡逑５８６ｎｍ处有ＳＰＲ峰，然而，对于双金属ＰｄｘＣｕ１（Ｘ）－ｘ纳米颗粒以及Ｐｄ纳米颗粒没有明逡逑显的ＳＰＲ峰，这个归因于Ｐｄ元素的掺入影响。这些紫外吸收结果表明ＰｄＣｕ合金纳逡逑米颗粒可能合成［６１。逡逑—Ｐｄ２７0Ｕｙ３邋ＮＰｓ逡逑＂＂＂＂＂＂邋Ｐｄ４０Ｃｕ６０邋ＮＰｓ逡逑ＮＰｓ逡逑ｇ逦—Ｃｕ邋ＮＰｓ逦５８６邋ｎｍ逡逑ｔｏ逡逑ｊＱ逦………逡逑＜逦￣—逦逦逡逑４００逦５００逦６００逦７００逦８００逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋／邋ｎｍ逡逑图２－１不同纳米颗粒的紫外吸收峰逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ＵＶ－Ｖｉｓ邋ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ邋ｓｐｅｃｔｒａ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ逡逑双金属Ｐｄ２７Ｃｕ７３，邋Ｐｄ４ＧＣｕ６Ｇ和Ｐｄ７ｉＣｕ２９纳米颗粒的具有代表性的透射电子显微镜逡逑的图像和对应的纳米颗粒直径分布图在图２－２中展示，同时，Ｐｄ纳米颗粒和Ｃｕ纳逡逑米颗粒的透射电镜图和对应的纳米颗粒直径图作为对比，也被测试出来（见图２－３）。逡逑我们能发现这三个样品的ＰｄＣｕ纳米颗粒是单分散的球形颗粒（见图２－２），并且有逡逑一个相对较均匀的直径，即４．７ｎｍ左右。我们制备的这些合金纳米颗粒的直径比前逡逑人报导出来的钯铜纳米颗粒的直径小很多。这个现象归因于表面活性剂三苯基膦的逡逑作用和反应条件中反应温度的提高。逡逑１５逡逑
逑．在５８０ｎｍ处显示［５］。本论文合成的双金属ＰｄｘＣｕｉｏｏ－ｘ纳米颗粒，Ｐｄ纳米颗粒和Ｃｕ逡逑纳米颗粒的紫外吸收峰在图２－１中展示。从图中我们可以得出，仅仅Ｃｕ纳米颗粒在逡逑５８６ｎｍ处有ＳＰＲ峰，然而，，对于双金属ＰｄｘＣｕ１（Ｘ）－ｘ纳米颗粒以及Ｐｄ纳米颗粒没有明逡逑显的ＳＰＲ峰，这个归因于Ｐｄ元素的掺入影响。这些紫外吸收结果表明ＰｄＣｕ合金纳逡逑米颗粒可能合成［６１。逡逑—Ｐｄ２７0Ｕｙ３邋ＮＰｓ逡逑＂＂＂＂＂＂邋Ｐｄ４０Ｃｕ６０邋ＮＰｓ逡逑ＮＰｓ逡逑ｇ逦—Ｃｕ邋ＮＰｓ逦５８６邋ｎｍ逡逑ｔｏ逡逑ｊＱ逦………逡逑＜逦￣—逦逦逡逑４００逦５００逦６００逦７００逦８００逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋／邋ｎｍ逡逑图２－１不同纳米颗粒的紫外吸收峰逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ＵＶ－Ｖｉｓ邋ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ邋ｓｐｅｃｔｒａ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ逡逑双金属Ｐｄ２７Ｃｕ７３，邋Ｐｄ４ＧＣｕ６Ｇ和Ｐｄ７ｉＣｕ２９纳米颗粒的具有代表性的透射电子显微镜逡逑的图像和对应的纳米颗粒直径分布图在图２－２中展示，同时，Ｐｄ纳米颗粒和Ｃｕ纳逡逑米颗粒的透射电镜图和对应的纳米颗粒直径图作为对比，也被测试出来（见图２－３）。逡逑我们能发现这三个样品的ＰｄＣｕ纳米颗粒是单分散的球形颗粒（见图２－２），并且有逡逑一个相对较均匀的直径，即４．７ｎｍ左右。我们制备的这些合金纳米颗粒的直径比前逡逑人报导出来的钯铜纳米颗粒的直径小很多。这个现象归因于表面活性剂三苯基膦的逡逑作用和反应条件中反应温度的提高。逡逑１５逡逑
【参考文献】
相关博士学位论文 前1条
1 荆俊杰;铜基纳米材料的制备及其催化性能研究[D];江苏大学;2014年
相关硕士学位论文 前2条
1 施小会;CoMn_2O_4和类普鲁士蓝纳米粒子的催化应用研究[D];中国科学技术大学;2015年
2 侯婷婷;AuPd负载型催化剂的制备及在对硝基苯酚还原中的应用研究[D];北京化工大学;2013年
本文编号：2711953
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