耐酸型CO低温氧化催化剂Au-M@C纳米球的合成与性能研究

发布时间：2020-12-15 19:28

　　多孔碳球具有稳定的热力学性质、化学性质,较高的机械强度、导电性和良好的生物相容性,以及可控的孔结构和高的比表面积而受到广泛的关注,其中小尺寸的多孔碳纳米球（10-100 nm）还有较短的扩散通道和较小的传质阻力等优点,在催化剂和催化剂载体等领域有很好的应用前景,在小尺寸的碳纳米球中原位合成碳负载的活性中心复合材料也越来越受到研究者的关注与重视。甲醇燃料电池在工作中会产生有毒的CO,使Pt电极中毒,降低了电池的输出功率,酸性介质的甲醇燃料电池需要一种耐酸型的催化剂,来催化氧化CO,贵金属对CO氧化有较高的催化活性,碳载体耐酸,本文采用耐酸高活性的Au-M@C催化剂,催化甲醇燃料中的CO氧化。本论文主要研究内容是小尺寸碳纳米球的合成,以及原位合成Au-M@C纳米球,并对其进行CO催化氧化性能测试。采用一种简单温和的反相微乳液-水热法以间苯二酚和甲醛为碳前体,成功制备了尺寸在20 nm的碳纳米球,并通过加入金前体,合成Au@C纳米球复合材料,但由于金与碳载体之间作用力弱,金颗粒容易团聚结块,降低了催化剂Au@C的催化活性。采用反相微乳液-水热法以对氨基苯酚和甲醛为碳前体,通过向碳载体上引入氨... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 甲醇燃料电池
        1.1.1 甲醇燃料电池的工作原理
        1.1.2 甲醇燃料电池中CO的产生
    1.2 CO的催化氧化
        1.2.1 CO氧化的催化剂类型
        1.2.2 CO氧化的催化机制
    1.3 Au-M/C催化剂
        1.3.1 碳载体的制备
        1.3.2 Au-M/C催化剂的制备
        1.3.3 Au-M/C催化剂的应用
    1.4 论文选题依据和主要研究内容
        1.4.1 论文选题依据
        1.4.2 主要研究内容
2 小尺寸Au@C纳米球的合成
    2.1 实验药品与仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 载体碳纳米球的制备与表征
        2.2.1 载体碳纳米球的制备
        2.2.2 载体碳纳米球的表征手段
    2.3 Au@C纳米球的制备与表征
        2.3.1 Au@RF纳米球的制备
        2.3.2 Au@C复合材料的表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 材料形貌大小分析
        2.4.2 材料孔径分析
        2.4.3 热重（TG）和微分热重（DTG）分析
        2.4.4 傅里叶-红外光谱分析
    2.5 复合材料的形成机理
    2.6 本章小结
3 Au-M@氨基功能化C纳米球的合成与表征
    3.1 实验仪器与药品
        3.1.1 实验仪器
        3.1.2 实验药品
    3.2 氨基功能化的碳纳米球的合成
        3.2.1 氨基功能化碳纳米球的合成
        3.2.2 氨基功能化碳纳米球的表征
    3.3 Au@氨基功能化碳纳米球的合成
        3.3.1 Au@氨基功能化碳纳米球的合成
        3.3.2 Au-M@氨基功能化碳纳米球的表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 材料形貌与大小
        3.4.2 材料的孔径分析
        3.4.3 材料所含元素分析
    3.5 复合材料的形成机理
    3.6 本章小结
4 Au-M@C纳米球催化氧化CO
    4.1 CO催化氧化活性测试
        4.1.1 催化剂的还原
        4.1.2 CO催化氧化活性测试
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 不同催化剂对CO的催化氧化
        4.2.2 不同金属加入量催化剂对CO的催化氧化
    4.3 耐酸性测试
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]介孔碳球的制备及其催化性能研究[J]. 林茜颉,吕荣文,曹安民.  中国科学:化学. 2016(10)
[2]CO催化氧化用纳米材料及其最新研究成果[J]. 张俊,陈婧,黄新松,李广社.  化学进展. 2012(07)
[3]甲醇燃料的研究进展与展望[J]. 李忠,郑华艳,谢克昌.  化工进展. 2008(11)
[4]直接甲醇燃料电池研究进展[J]. 田立朋,李伟善.  现代化工. 1998(05)

硕士论文
[1]负载型铜基纳米复合催化剂的制备及其催化CO氧化性能的研究[D]. 杜林颖.山东大学 2017



本文编号：2918790