氮化镓纳米颗粒的制备及其催化丙烷氧化脱氢

发布时间：2021-11-11 10:08

　　丙烯是化工生产的重要原料,具有非常广泛的用途。丙烷脱氢制丙烯是丙烯的重要来源之一。丙烷直接脱氢受热力学平衡限制导致丙烷转化率较低。氧气氧化丙烷脱氢制丙烯是放热反应,在降低能耗的同时可以消除催化剂表面积炭,提高催化剂的稳定性。但是氧气具有高氧化活性极易造成丙烷深度氧化。CO2作为弱氧化剂氧化丙烷脱氢能够降低热力学上的能耗需求,减少积炭与裂解反应的发生。因而,相比直接脱氢和氧气氧化脱氢制丙烯技术,CO2氧化丙烷脱氢制丙烯具有独特的优势。目前,丙烷脱氢制丙烯的催化剂主要多以贵金属（Pt）、ⅢA族氮化物（BN）或氧化物（Ga2O3、In2O3）为主。但是催化剂普遍失活较快,同时存在环境污染等问题。镓基催化剂作为新型脱氢材料,具有突出的活化烃类分子中C-H键的能力。因此,镓基氮化物的结构特性使其有望在丙烷氧化脱氢制丙烯反应中表现出优异的活性与稳定性,具有较高的理论研究价值和工业化应用前景。本论文重点介绍了 GaN纳米颗粒的制备以及其在丙烷CO2氧化脱氢中的应用。具体研究内容如下.:（1）GaN纳米颗粒的制备。采用“一步法”制备GaN纳米颗粒。将硝酸镓水合物和三聚氰胺经过物理研磨后在N2气氛下高温... 

【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－４负载型ＧａＮ催化剂的制备机理??

陕西师范大学硕士学位论文Ｎ纳米颗粒，本实验分别采用尿素、２－甲基咪唑、碳酸氢铵、六亚－丙氨酸五种不同的氮源与硝酸镓水合物进行反应。在实验过程中，不同以外，其他实验条件均相同，即为硝酸镓水合物与这五种氮源的质量配比进行物理研磨使反应物充分混合后，８００?°Ｃ下Ｎ２气氛－４所示结果表明，在这五种氮源中，只有尿素与硝酸镓水合物反应中出现了?ＧａＮ的特征衍射峰，而其余四种在反应后均未出现ＧａＮ的说明在这五种氮源中，只有尿素可以与硝酸镓水合物发生反应制备粒。造成这一结果的原因可能是各氮源中含Ｎ量不同以及分解温度致的。??

２．３．２?ＧａＮ纳米颗粒的结构表征??ＦＥＳＥＭ??图２－６是在不同焙烧温度下制备的ＧａＮ纳米颗粒的ＦＥＳＥＭ和粒径分布图。??从?ＦＥＳＥＭ?图中可以看出，ＧａＮ－４－８００－１、ＧａＮ－４－８５０－１?和?ＧａＮ－４－９００－１?样品的表面??形貌较为规整，ＧａＮ纳米颗粒呈圆球状，颗粒与颗粒之间排列紧密，相互堆砌成??大小不一的块状。从这三种样品的粒径分布图中可以看出，ＧａＮ纳米颗粒的平均??粒径尺寸分别约为１６．０、２０．１、２４．９?ｎｍ，ＧａＮ纳米颗粒尺寸依次增大，这说明焙??烧温度会对ＧａＮ纳米颗粒的尺寸产生影响，且随着焙烧温度的升高，ＧａＮ纳米颗??粒尺寸增大。ＧａＮ－４－９００－１的ＦＥＳＥＭ图中可以看出，ＧａＮ纳米颗粒之间发生相互??联结，这说明在９００?°Ｃ的焙烧条件下，ＧａＮ发生了明显的烧结现象。因此，通过??观察不同焙烧温度下制备的ＧａＮ纳米颗粒的ＦＥＳＥＭ和粒径分布图


本文编号：3488669