碳化钼基复合纳米材料的结构设计及性能研究

发布时间：2021-09-24 03:18

　　碳化钥是碳原子插入母体金属的晶格后形成的一种间充型化合物。碳原子的插入修饰了母体金属钼的d带特性,赋予其类贵金属的性质。从基本的加氢脱氢反应到电催化反应,碳化钥均展现出类似于贵金属甚至超越贵金属的催化性能;同时,基于碳化钼独特的表面性质,其与活性金属间存在非常强的相互作用,实现对活性金属尺寸、形貌、电子状态的精细调控。本论文突破氧化物载体负载金属的传统设计思路,立足于金属与碳化钼间较强的相互作用及电子调变作用,设计合成新型金属/碳化钼界面催化材料,通过多种原位表征技术及理论计算模拟方法详细研究了不同碳化钥晶相对金属中心的分散和稳定机制,以及探讨了该催化体系在多种反应中的催化性能。本论文的主要内容如下:（1）基于过渡金属碳化物热稳定性好且与被分散金属有较强相互作用的特点,有效构建了立方相α-MoC基底负载层状Au纳米团簇的新型界面催化剂,其在水煤气变换反应中具有优异的催化性能.:将反应温度大幅降低至120℃,近真实反应条件下,反应活性高达0.62molCO/molAu/s,较文献报道结果提升了二十余倍;同时,催化剂具有优异的稳定性,经过143h的反应过程,总的转换数（TTN）高达384,... 

【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】：168 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．３?ＮＥＸＡＦＳ测量的Ｍｏ?（１１０）上不同钼物种的氧化态［１３］??

碳化钥中Ｍｏ原子和Ｃ原子间的电子转移方向以及数量备受争议。目前，??通过实验数据与理论计算相结合，研宄者们普遍认为，碳化钼中Ｍｏ－Ｃ键含有大量的离??子键成分，电子由Ｍｏ向Ｃ发生转移，电子转移数量为０－２?（如图１．３）?Ｗ］。??Ａ?｜（ｂ）?Ｍｏ?Ｅｄｇｅｊ??ｉ?３９８－??５?Ｍ３〇２??ａ?３９７￣?Ｍ〇Ｃ／Ｍ〇（１１０）??｜?３９６－?／??Ｖ?ＭｏＯ／Ｍｏ｛１１０）??＾?３９５－°＼??ｕｊ?Ｍｏ（１１０）??３９４?？??????????Ｉ?Ｉ?！?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??０?１?２?３?４?５?６??Ｍｅｔａｌ?Ｏｘｆｄａｔｉｏｎ?Ｓｔａｔｅ??图１．３?ＮＥＸＡＦＳ测量的Ｍｏ?（１１０）上不同钼物种的氧化态［１３］??Ｆｉｇ．ｌ?．３?ＮＥＸＡＦＳ?ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?ｓｔａｔｅｓ?ｏｆ?ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ??ｏｖｅｒｌａｙｅｒｓ?ｏｎ?Ｍｏ?（１１０）．??－３－??

变换反应的Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ曲线可知，Ｐｔ／Ｍ〇２Ｃ具有最高的单位质量Ｐｔ催化活性（１．４２３??ｍｏｌｃｏ／ｍｏｌＰｔ／ｓ，?Ｐｔ：?４ｗｔ．％）。对实验数据的拟合表明，Ｐｔ／Ｍ〇２Ｃ催化剂的活性与Ｐｔ粒子??的边长而非担载量存在很高的对应关系（图１．６）。在Ｔｈｏｍｐｓｏｎ研究团队工作的基础上，??Ｆａｂｉｏ研究团队［３５］通过原位浸渍法合成了不同金属改性碳化钼催化剂（Ｐｔ，?Ａｕ，Ｐｄ，Ｎｉ，??Ｃｕ，Ａｇ等），详细研宄金属／碳化钥催化体系在水煤气变换反应中的动力学特征（图１．７），??－７－??

【参考文献】：
期刊论文
[1]有机-无机杂化材料的制备技术和应用前景[J]. 张志强,马琦,张宝柱,张智敏.  应用化工. 2005(07)

博士论文
[1]炭基复合催化材料的设计及其在电解水析氢反应中的应用[D]. 王静.浙江大学 2017
[2]有机—无机杂化纳米线：从合成、表征到金属氧化物/碳化物纳米结构的设计[D]. 高庆生.复旦大学 2010
[3]有机/无机复合微纳米结构功能材料的构筑与介电及光电性质研究[D]. 李响.吉林大学 2009
[4]负载型碳化钼催化剂的制备、表征和选择加氢反应性能的研究[D]. 吴维成.中国科学院研究生院（大连化学物理研究所） 2004



本文编号：3406986