以ZIF-67为前驱体合成含钴金属化合物多孔纳米结构及其催化性质研究

发布时间：2021-02-27 16:31

　　多孔金属化合物纳米材料由于金属化合物较高的催化活性和多孔结构,具有较多的活性位点,可作为理想的催化剂。金属有机骨架（MOFs）由于独特的形貌、有序的多孔结构、含有丰富的金属元素及有机配体,可作为合成多孔金属化合物纳米材料的前驱体。人们已经利用MOFs制备了各种结构和组成的多孔金属化合物纳米材料,然而,在设计合成复杂结构和组分的多孔金属化合物方面,仍缺少普适性的方法。本论文利用ZIF-67为前驱体,合成了一系列的含钴金属化合物纳米材料,为设计合成复杂结构和组分的多孔金属化合物提供了一种较通用的方法,并研究了相关材料作为多相催化剂的性质。1.含钴空心氧化铈十二面体的制备及其催化CO氧化的性质研究以合成的ZIF-67纳米晶为模板,与硝酸铈在乙醇溶液中回流反应制备了含钻氧化铺空心十二面体纳米结构。该空心结构壳厚度约为33 nm,由粒径3-4 nm的Ce02纳米颗粒堆积而成,BET比表面积约为128 m2g-1。在形成空心结构的过程中,硝酸铈水解在模板表面形成一层纳米CeO2壳,同时水解释放的H+使模板溶解。控制硝酸铈水解和ZIF-67纳米晶溶解的相对速度是获得形貌完好的空心氧化铈十二面体的关键... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：160 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１?ＺＩＦｓ的分子结构及ＺＩＦ－６７的晶体结构??

宄了生成金Ｍ粒子或金属氧化物的条件｜３２１，ＭＯＦｓ中的金属离子的还原电势人于??等于－０．２７?Ｖ时，在氮气气氛下热解生成金属单质纳米颗粒；金属离子的还原电??势低于－０．２７?Ｖ吋，在氮气气氛下热解生成金属氧化物纳米颗粒（图１－２）。该课题??组问时报道了热解后产物纳米颗粒的尺寸与ＭＯＦｓ前驱体中次级构筑单位间的??距离间的独特关系以及煅烧气氛对碳莊底的结晶度的影响，对使用ＭＯＦｓ为前驱??体合成金Ｍ化合物具有指导意义。??＿?Ｕ，．?￥??ＭｇＯ?Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ＺｎＯ?Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?Ｃｏ?Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ?Ｃｕ?Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ??Ｍ?０．２７?＼?＾??Ｍｇ”?Ｍｎ‘２?Ｚｎ．２?ＣｄｚＣｏ＋２?Ｃｕ＊２??．．．．Ｊ?１?１?１?１１?１?１?１?１?１?１?１?１?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ＩＩ?…??？２．５５?－Ｉ．９Ｓ?－１．２０?－０．７５?－０．４５?－０．３０?（１．０?０．３?０．６＾??丨?Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?〉??图１－２?ＭＯＦｓ中金属原子的还原电势对形成Ｍ－ＭＯ纳米颗粒的影响??尽管ＭＯＦｓ屮金属离子／团簇和＃机物配体之间形成的孔隙在热处理过程中??会发生变化，产物依然保留其多孔性。一些ＭＯＦｓ屮含有含Ｎ、Ｓ、Ｐ等元素的??３??

?Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ?ＭＳ－ＨＭＳ??图１－４异质收缩过程形成多层ＮｉｘＣｏ３－ｘ〇４空心球结构??丨：一＿參??Ｃｕ－Ｎｉ－ｍ?Ｃ?〇ＢＫ?？?Ｎｉ?＊Ｃｕ?＃Ｎｉ〇?？（?，，〇?ＣｕＯ＠Ｎｉ（）?ＢｉＢ??图１－５?ＮｉＯ＠ＣｕＯ多层空心微球的合成示意图??由于ＭＯＦｓ可以将碳化过程限制于其有机配体形成的碳基底中，可作为合成??多孔金属碳化物／碳复合材料的前驱体。Ｌｏｕ等通过氮气气氛中热处理??［Ｃｕ２（ＢＴＣ）４／３（Ｈ２０）２］６［Ｈ３ＰＭｏ１２〇４〇］（ＮＥＮＵ－５）生成?Ｃｕ／ＭｏＣ／Ｃ?纳米八面体，刻蚀掉??Ｃｕ后得到ＭｏＣｘ／Ｃ多孔纳米八面体（图１－６）１３８１。该课题组还将ＭＩＬ－８８Ｂ勾ＺＩＦ－８??组装形成／?ＭＩＬ－８８Ｂ＠ＺＩＦ－８复合结构，然后碳化得到Ｆｅ３Ｃ＠Ｎ－ＣＮＴ聚集休｜３９１。??？?ＮＥＮＵ－５?ＭｏＣｘ－Ｃｕ??？?Ａｍｂｉｅｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｊ＾＾＾＾８００?〇Ｃ?ｉｎ?Ｎ２?ｇａｓ?Ｎｐｓ??？?？?霽?霞?？?ＭｏＣ．ＮＰｓ??－？儋＾?＾??ＰＯＭ?？?／?／??＊?Ｆｅ３＋?ｅｔｃｈｉｎｇ?Ｉ?ｑ??Ｗ?？每塞氣？母?▼?Ｗ?Ｈ２°??＾?：￡貨，条二??ＭｏＣｘ??


本文编号：3054498