中空/多孔碳纳米材料的制备及其催化性能研究

发布时间：2020-12-28 10:10

　　发展可持续、高效的能源转化技术是人类面对的全球主题之一。探索与开发通用且廉价的高性能催化剂是应对能源短缺与环境污染等全球性问题的重要措施。催化剂已广泛应用于工业生产来提高生产效率,比如能源转化、环境催化以及精细化工领域。研究表明,负载型金属催化剂的催化性能与其金属活性组分在载体上的尺寸大小密切相关。亚纳米团簇比纳米级粒子具有更好的催化活性或选择性归因于其金属活性组分在高比表面积的载体上以高度分散的纳米团簇形式存在,可以充分利用催化活性位点,进而提高了催化剂的反应活性和金属原子利用率。为了使金属催化剂上每个金属原子的催化效果达到最佳,将金属以单原子的形式均匀分布在载体上,制备出高活性、高选择性和高稳定性的单原子催化剂。单原子催化作为填补均相催化剂和非均相催化剂之间空白的思想桥梁,迅速成为催化领域的研究前沿,从而进入了非均相催化和均相催化的新时代。纳米催化中,纳米团簇及亚纳米团簇包含多个催化活性中心。而对于单原子催化,金属以单原子的形式均匀单一地负载在金属、金属氧化物、二维材料和分子筛等载体上,以单原子作为催化活性中心进行催化反应。因此,将金属分散成超小纳米微粒、团簇和单原子是提高金属使用... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 中空微纳结构材料
        1.2.1 中空微纳结构材料的概述
        1.2.2 以MOFs为前驱体的中空材料
    1.3 负载型金属催化剂的分类及合成方法
        1.3.1 纳米型催化剂
        1.3.2 单原子催化剂
    1.4 催化剂的应用
        1.4.1 对4-硝基苯酚染料的催化降解
        1.4.2 氧还原反应
    1.5 本课题的设计思路与研究内容
第二章 负载超小Pd NPs的氮掺杂的中空碳纳米结构的制备及其对4-NP的还原
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 表征仪器
        2.2.3 实验步骤
    2.3 结果分析与讨论
3O₄/Pd@CNCs纳米结构的形成">        2.3.1 Fe₃O₄/Pd@CNCs纳米结构的形成
3O₄/Pd@CNCs纳米结构的表征">        2.3.2 Fe₃O₄/Pd@CNCs纳米结构的表征
3O₄/Pd@CNCs对4-硝基苯酚/硼氢化钠反应体系的催化">        2.3.3 Fe₃O₄/Pd@CNCs对4-硝基苯酚/硼氢化钠反应体系的催化
    2.4 本章小结
第三章 负载单原子Fe的氮掺杂的多孔碳纳米结构的制备及其ORR性质的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 表征仪器
        3.2.3 实验步骤
    3.3 结果分析与讨论
        3.3.1 Fe-ISAs/p-CN纳米结构的合成设计与形成过程推测
        3.3.2 Fe-ISAs/p-CN纳米结构的形貌与结构表征
        3.3.3 电化学氧还原反应活性
        3.3.4 催化剂的动力学研究
        3.3.5 催化剂的稳定性研究
    3.4 本章小结
结论
参考文献
作者简介
科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe-N-C catalysts for PEMFC: Progress towards the commercial application under DOE reference[J]. Lina Wang,Xin Wan,Shuangyu Liu,Li Xu,Jianglan Shui.  Journal of Energy Chemistry. 2019(12)
[2]催化剂筛选:火山型曲线成因理论解析及其在多相催化中的应用（英文）[J]. 毛羽,陈建富,王海丰,胡培君.  催化学报. 2015(09)



本文编号：2943574