纳米晶可控合成以及催化性能的调控
发布时间：2023-03-18 15:37
纳米催化剂是指尺寸在纳米量级(1-100 nm)的催化剂。它具有比表面积大、表面能高、有效活性中心多等独特优势。纳米催化剂对提高催化反应动力学、催化剂活性和选择性等具有深远的意义,因此深入研究影响纳米催化剂的主要因素(形貌、尺寸以及表面结构)对开发设计高性能纳米催化剂具有指导作用。如今,随着原位测试技术迅速发展,研究人员可以在原子分子水平研究催化反应的性能调控机制,在单颗粒水平研究催化剂的活性位分布和构效关系,在微纳尺度验证催化剂性能,实现对催化剂材料的性能优化。本文以非贵金属催化剂为主要研究对象,旨在研究催化材料纳米化而由此引起材料的表面结构、缺陷结构和表面活性原子的配位结构等变化对催化性能的影响,揭示纳米催化材料的构效关系,优化出催化性能最佳的结构模型。本论文主要研究内容包括以下几个方面:第一章简述了纳米催化剂的研究进展。结合实例,概述了纳米催化剂当前在催化能源领域的具体应用,并且介绍了一些影响纳米催化剂催化性能的因素。因此,人们可以根据应用需求,合理设计相应的催化剂。第二章主要对比了三种不同结构的催化剂的催化性能。我们从晶体生长的基本理论出发,通过选择具有不同还原电势的Pt的前驱...
【文章页数】：105 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 纳米晶体催化研究进展
1.1 引言
1.2 电催化
1.2.1 电解水产氧(OER)
1.2.1.1 贵金属材料
1.2.1.2 过渡金属氧化物
1.2.1.3 氢氧化物
1.2.1.4 钙钛矿结构
1.2.2 电解水产氢(HER)
1.2.2.1 金属硫属化物
1.2.2.2 金属氮化物
1.2.2.3 金属磷化物
1.3 α,β-不饱和醛选择性加氢
1.4 纳米材料催化剂的性能调控策略
1.4.1 杂原子掺杂
1.4.1.1 非金属原子掺杂
1.4.1.2 金属原子掺杂
1.4.2 缺陷调控
1.4.2.1 本征缺陷
1.4.2.2 阴离子缺陷
1.4.2.3 阳离子缺陷
1.4.2.4 晶格缺陷
1.4.3 材料复合调控催化性能
参考文献
第2章 一步法合成具有特殊形貌的异质结纳米晶
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 样品制备
2.2.3 催化性能测试
2.2.4 仪器测试表征方法
2.3 分析与讨论
2.3.1 样品表征
2.3.2 CuPt合金,CuPt-Cu2S和Pt-Cu2S的生长机理探究
2.3.3 CuPt合金,CuPt-Cu2S和Pt-Cu2S肉桂醛加氢催化
2.4 本章小结
参考文献
第3章 导电三氧化钨超薄纳米片:一种具有极高电解水产氢性能的催化剂
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 理论计算
3.2.2 样品制备
3.2.3 仪器测试表征方法
3.2.4 电化学测试
3.2.5 霍尔相关系数(RH)和载流子浓度(n)测试
3.3 分析和讨论
3.3.1 WO3的第一性原理计算分析
3.3.2 WO3、WO3-r和WO3-p的结构表征分析
3.3.3 WO3、WO3-r和WO3-p的HER性能研究
3.4 本章小结
参考文献
第4章 维度调控对Ruddlesden-Popper型钙钛矿电催化性能的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 样品制备
4.2.3 OER测试
4.2.4 表征测试方法
4.3 分析与讨论
4.3.1 样品表征
4.3.2 电输运性质测试
4.3.3 OER催化研究
4.4 本章小结
参考文献
第5章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3763401
【文章页数】：105 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第1章 纳米晶体催化研究进展
1.1 引言
1.2 电催化
1.2.1 电解水产氧(OER)
1.2.1.1 贵金属材料
1.2.1.2 过渡金属氧化物
1.2.1.3 氢氧化物
1.2.1.4 钙钛矿结构
1.2.2 电解水产氢(HER)
1.2.2.1 金属硫属化物
1.2.2.2 金属氮化物
1.2.2.3 金属磷化物
1.3 α,β-不饱和醛选择性加氢
1.4 纳米材料催化剂的性能调控策略
1.4.1 杂原子掺杂
1.4.1.1 非金属原子掺杂
1.4.1.2 金属原子掺杂
1.4.2 缺陷调控
1.4.2.1 本征缺陷
1.4.2.2 阴离子缺陷
1.4.2.3 阳离子缺陷
1.4.2.4 晶格缺陷
1.4.3 材料复合调控催化性能
参考文献
第2章 一步法合成具有特殊形貌的异质结纳米晶
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 样品制备
2.2.3 催化性能测试
2.2.4 仪器测试表征方法
2.3 分析与讨论
2.3.1 样品表征
2.3.2 CuPt合金,CuPt-Cu2S和Pt-Cu2S的生长机理探究
2.3.3 CuPt合金,CuPt-Cu2S和Pt-Cu2S肉桂醛加氢催化
2.4 本章小结
参考文献
第3章 导电三氧化钨超薄纳米片:一种具有极高电解水产氢性能的催化剂
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 理论计算
3.2.2 样品制备
3.2.3 仪器测试表征方法
3.2.4 电化学测试
3.2.5 霍尔相关系数(RH)和载流子浓度(n)测试
3.3 分析和讨论
3.3.1 WO3的第一性原理计算分析
3.3.2 WO3、WO3-r和WO3-p的结构表征分析
3.3.3 WO3、WO3-r和WO3-p的HER性能研究
3.4 本章小结
参考文献
第4章 维度调控对Ruddlesden-Popper型钙钛矿电催化性能的影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品
4.2.2 样品制备
4.2.3 OER测试
4.2.4 表征测试方法
4.3 分析与讨论
4.3.1 样品表征
4.3.2 电输运性质测试
4.3.3 OER催化研究
4.4 本章小结
参考文献
第5章 总结与展望
5.1 全文总结
5.2 展望
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3763401
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