杂原子掺杂碳封装钴纳米颗粒催化剂的制备及催化性能的研究

发布时间：2021-05-15 20:59

　　随着纳米技术的不断发展,纳米催化剂由于其大的比表面积,独特的结构以及良好的稳定性等优点在催化领域逐步得到了蓬勃的发展,并且受表面效应的影响,纳米粒子的表面存在着许多的活性中心,进一步提高了催化活性,这使得纳米催化剂更加受到了人们广泛的研究。由于其丰富的储量、低廉的价格、低毒性以及在催化一些特定的反应时具有的可以媲美贵金属基催化剂的催化活性等优势,使得过渡金属纳米颗粒负载型催化剂在非均相催化领域迅速崛起。此外,虽然催化剂载体不具备催化活性,但是它可以支撑活性组分使其均匀的分散并且还可以增强催化剂的机械强度。其中,将杂原子引入到碳碳材料中不仅可以改善碳材料的物理化学性能,而且杂原子与过渡金属纳米颗粒之间形成的强大的协同作用还提高了催化剂的催化性能以及稳定性。因此,杂原子掺杂碳封装过渡金属纳米颗粒催化剂具有极大的应用潜力以及研究意义。本论文基于可持续发展的理念,采用一锅法将成本经济的原材料制备成杂原子掺杂的碳材料包裹钴纳米颗粒催化剂,并应用于直接催化氧化酯化反应,芳香硝基化合物的转移加氢以及N-甲酰化反应都表现出了优异的催化效果。本论文的主要研究内容如下:（1）将醇类直接氧化成酯是一种环保且... 

【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 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 纳米催化剂
        1.2.1 纳米催化剂的制备方法
        1.2.2 常见的纳米催化剂
        1.2.3 催化剂载体
    1.3 杂原子掺杂碳材料以及过渡金属纳米颗粒@杂原子掺杂碳材料
        1.3.1 杂原子掺杂碳材料的合成
        1.3.2 过渡金属纳米颗粒@杂原子掺杂碳材料的制备
        1.3.3 杂原子掺杂碳包裹钴纳米颗粒催化剂的应用
    1.4 杂原子掺杂碳材料封装钴纳米颗粒催化剂在催化氧化酯化以及芳香硝基化合物选择性还原中的应用
        1.4.1 氮原子掺杂碳材料包裹钴纳米颗粒催化剂在醇类催化氧化酯化中的应用
        1.4.2 氮、硫共掺杂碳材料包裹钴纳米催化剂在硝基化合物的催化加氢以及甲酰化反应中的应用
    1.5 课题以及研究内容
        1.5.1 课题研究思路
        1.5.2 课题研究内容
第二章 再生壳聚糖衍生的氮掺杂多孔碳包裹钴纳米颗粒催化剂在空气中的高效催化氧化酯化
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 Co@NC催化剂的合成
        2.2.3 苯甲醇的氧化酯化
        2.2.4 催化剂的表征
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 催化剂的表征
        2.3.2 催化氧化酯化醇类的结果讨论
        2.3.3 芳香族和脂肪族醇的氧化酯化反应结果的讨论
    2.4 本章小结
第三章 N、S共掺杂碳材料包裹钴纳米颗粒催化剂对硝基芳烃进行选择性的加氢以及N-甲酰化反应的应用
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 催化剂的制备过程
        3.2.3 硝基苯的催化转移加氢至苯胺反应
        3.2.4 硝基苯的N-甲酰化反应
        3.2.5 催化剂的表征方式
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 催化剂的表征
        3.3.2 硝基苯的转移加氢和N-甲酰化反应的性能研究
    3.4 本章小节
第四章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 发展与展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]负载于超薄氮掺杂碳纳米片上的钴单原子催化芳香硝基化合物氢转移反应（英文）[J]. 李会宁,曹昌燕,刘剑,施杨,司锐,谷林,宋卫国.  Science China Materials. 2019(09)
[2]氮掺杂有序介孔碳负载超小尺寸铂纳米颗粒催化硝基苯类化合物选择加氢（英文）[J]. 梁继芬,张晓明,景铃胭,杨恒权.  催化学报. 2017(07)



本文编号：3188326