VO_x-RGO杂化材料的设计及催化性能研究

发布时间：2017-12-17 02:02

  本文关键词：VO_x-RGO杂化材料的设计及催化性能研究

  更多相关文章： 石墨烯 钒氧化物 介孔材料 微波法 光催化 苯乙烯环氧化

【摘要】：石墨烯的基本结构是以碳原子以sp2杂化形成六边形单元并无限扩展为蜂窝状的一种新型二维碳材料。石墨烯具有许多优异的特性,如:超高的理论比表面积,能够有效传递和接收分子或原子,导热性能和力学性能突出,拥有永恒的电导率及室温下超高的电子迁移率,还有分数量子霍尔效应、量子隧道效应等。这使得石墨烯非常适合作为载体用于开发高性能的复合材料。而过渡金属钒有多变的化学价态,作为选择性催化氧化催化剂的活性组分具有优良的催化性质,作为氧化反应的催化剂广泛应用在催化氧化过程中。本文通过水热法、微波法等将介孔材料修饰在石墨烯表面,并以金属钒氧化物加以改性后制备出新的石墨烯复合物,并将复合物作为催化剂应用在苯乙烯环氧化反应上。主要研究内容如下:1.V-SBA-15-RGO复合物的制备、表征及其在光催化苯乙烯环氧化中的应用。本实验首先制备了氧化石墨,采用的是改进Hummers法,然后以正硅酸四乙酯为硅源,P123为模板剂,利用微波法快速简便合成,再在管式炉中高温煅烧制备出SBA-15-RGO。最后采用浸渍法制备出不同钒负载量的V-SBA-15-RGO。并且借助一系列表征手段对复合催化剂做了表征,表征结果说明负载金属钒后并未对介孔结构造成过大影响,该样品仍保持介孔结构。以该复合物作为催化剂对苯乙烯环氧化反应的条件进行了探究,经过溶剂、金属负载量、酸度、H2O2用量、光反应时间、催化剂用量等一系列反应条件的调节优化,优化实验条件后的实验结果显示10%V-SBA-15-RGO复合催化剂对苯乙烯环氧化反应的转化率达到46.34%,苯基环氧乙烷的选择性为19.11%。2.VOx-RGO@介孔Ti O2复合物的制备、表征及其在光催化苯乙烯环氧化中的应用。本实验以改进的Hummers法制备出氧化石墨,再利用浸渍法将金属钒负载到氧化石墨烯上,然后以钛酸四丁酯为钛源,聚乙二醇-6000为模板剂,通过水热反应一段时间合成出VOx-RGO@介孔Ti O2,最后通过管式炉在N2气氛下高温煅烧除去模板剂及杂质,最后得到VOx-RGO@介孔Ti O2。借助XRD、红外、SEM、TEM、N2-物理吸附脱附等一系列表征手段对复合催化剂VOx-RGO@Ti O2进行了表征,结果表明:金属钒成功负载上去,该复合催化剂具有介孔结构。以VOx-RGO@介孔Ti O2复合物作为催化剂对苯乙烯环氧化反应的条件进行了探究,经过钒负载量、酸度、H2O2用量、光反应时间、催化剂用量等反应条件的调节,最终实验结果显示该复合催化剂对苯乙烯环氧化反应具有一定的催化效果。
【学位授予单位】：淮北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36

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本文编号：1298293