铑纳米结构合成及其催化性能研究

发布时间：2020-12-26 05:18

　　贵金属主要指锇,铱,铂,钌,铑,钯,金,银八种元素。其中,金属铑是一种优良的催化材料,在精细化学品合成、石油化学工业、汽车尾气净化等领域得到广泛地应用。随着纳米科技的发展,贵金属纳米催化剂显示出了异乎寻常的物理化学性质和催化性能,这与纳米催化剂的特殊形貌有着极其密切的联系。因此,研究形貌可控的贵金属纳米催化剂已成为一个新兴且多产的研究领域。在本论文中,我们主要研究形貌可控铑纳米结构的合成及其催化性能,并进一步探讨铑纳米结构的形貌与催化性能之间的密切关系。本论文的主要研究内容包括:(1)运用一锅水热法,通过考察实验参数,调控制备具有超薄纳米片的三维枝状铑纳米结构,明确其生长机理,在碱性条件下,三维枝状铑纳米结构催化甲醇氧化反应表现出优异活性和稳定性。这主要是因为超薄纳米片的低配位原子多、原子利用率高以及表面积大。(2)运用一锅水热法,制备金铑核壳结构。通过调控一系列实验参数,明确其生长机理,并制备不同壳层厚度的金铑核壳结构。基于金铑核壳结构,探讨其对水合肼分解产氢的催化性能,光照条件下,金铑核壳结构表现出良好的催化活性和稳定性。这主要是因为在光照条件下,金核由于表面等离共振(LSPR)效... 

【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：119 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１贵金属纳米粒子的催化应用Ｍ??Ｆｉｇ．?１－１?Ｃａｔａｌｙｔｉｃ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎｏｂｌｅ?ｍｅｔａｌ?ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??

表面上的排列。巧合的是，由Ｒｈ催化的大多数反应确实是结构敏感的。例如，??Ｍａｖｒｉｋａｋｉｓ和他的同事通过周期性的密度泛函理论（ＤＦＴ）计算证明，Ｃ０在Ｒｈ??（２１１）表面上的解离能比在Ｒｈ?（１１１）表面低约１２０ｋＪ－ｍｏｌ＿１［１１］（图１－３）。此外，??Ｃ０在Ｒｈ?（１００）表面上的氧化速率常数比在Ｒｈ?（１１１）表面上的速率常数高一个??数量级。尽管有这些令人激动的成果，在工业中使用的最先进的Ｒｈ催化剂仍然是??具有不规则形态的多分散颗粒，因此，这只是不同表面的小颗粒的随机混合。“贵??金属还有足够的利用空间（Ｔｈｅｒｅ?ｉｓ?ｐｌｅｎｔｙ?ｏｆ?ｒｏｏｍ?ａｔ?ｔｈｅ?ｂｏｔｔｏｍ?Ｄｒ．?Ｆｅｙｎｍａｎ），＞，??通过将纳米晶制成富含暴露在表面上的最具反应性的晶面，来改善Ｒｈ基催化剂的??催化性能十分必要［１２］。??ｕ?１？〇?，?！???？＂????〇?ｔ?ｔ?＇??Ｉ?．１００?，ｌ?Ｃ?Ｃ???——??｜?ＣＯ－?．？??？?ｉ???？?ｉ??－２００??图１－３密度泛函理论（ＤＦＴ）计算证明不同晶面的表面能％??Ｆｉｇ．?１－３?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｃｒｙｓｔａｌｓ?ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ?ｂｙ?ｄｅｎｓ

?（Ｔ〇（））＂??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０??图１－２不同ＰＧＭ计算的表面自由能数据＿??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｆｒｅｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＰＧＭｓ??通过对清洁的单晶表面的模拟计算和实验测量，能够明确用于结构敏感的反??应中非均相催化剂的活性和选择性，并通过控制结晶面的类型进一步控制原子在??表面上的排列。巧合的是，由Ｒｈ催化的大多数反应确实是结构敏感的。例如，??Ｍａｖｒｉｋａｋｉｓ和他的同事通过周期性的密度泛函理论（ＤＦＴ）计算证明，Ｃ０在Ｒｈ??（２１１）表面上的解离能比在Ｒｈ?（１１１）表面低约１２０ｋＪ－ｍｏｌ＿１［１１］（图１－３）。此外，??Ｃ０在Ｒｈ?（１００）表面上的氧化速率常数比在Ｒｈ?（１１１）表面上的速率常数高一个??数量级。尽管有这些令人激动的成果，在工业中使用的最先进的Ｒｈ催化剂仍然是??具有不规则形态的多分散颗粒，因此，这只是不同表面的小颗粒的随机混合。“贵??金属还有足够的利用空间（Ｔｈｅｒｅ?ｉｓ?ｐｌｅｎｔｙ?ｏｆ?ｒｏｏｍ?ａｔ?ｔｈｅ?ｂｏｔｔｏｍ?Ｄｒ．?Ｆｅｙｎｍａｎ）


本文编号：2939110