铜/氮掺杂碳纳米片复合材料的制备及其电催化合成苯氨基甲酸甲酯研究

发布时间：2023-03-20 01:08

　　CO₂是导致温室效应的主要气体,同时也是重要的C1资源。CO₂的回收固定和资源化利用对于社会的可持续发展具有重要的意义。氨基甲酸酯类化合物是一类具有广泛工业用途的化学品,使用CO₂作为羰基源参与合成氨基甲酸酯类化合物,是实现CO₂固定和资源化利用极具吸引力的方法。然而,CO₂本身所具有的高度热力学稳定性,严重限制了其反应活性。通过电催化的手段来促进CO₂的活化,是温和条件下合成氨基甲酸酯的有效方法。通过开发高效的电催化剂,进一步提升使用电催化手段合成氨基甲酸类物质的效率具有重要的意义。金属纳米颗粒具有远高于块状金属的催化活性;将金属纳米颗粒负载于载体上制备成负载型纳米催化剂,可以在大大增加催化剂稳定性的同时,进一步提升催化剂的性能。氮掺杂的纳米碳材料具有导电性好、稳定性好、表面积大的优点;同时其充当催化剂载体时,可以通过配位键与金属颗粒间产生较强的结合作用,进一步提升催化剂的稳定性。因此,氮掺杂的纳米碳材料是充当电催化剂载体十分良好的选择。金属纳米颗粒的粒...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二氧化碳资源化利用简介
        1.2.1 CO₂的转化利用
        1.2.2 以CO₂为羰基源合成氨基甲酸酯
    1.3 电催化二氧化碳还原电极材料研究进展
        1.3.1 负载型纳米催化剂电催化CO₂还原研究进展
        1.3.2 单原子催化剂电催化CO₂还原研究进展
    1.4 本论文的研究意义与内容
第二章 实验部分
    2.1 引言
    2.2 实验试剂与仪器
        2.2.1 主要试剂
        2.2.2 主要仪器
    2.3 材料的制备
        2.3.1 纳米铜颗粒/氮掺杂碳纳米片材料(Cu/N-C)的制备
        2.3.2 原子级分散铜-氮掺杂碳纳米片材料(Cu-N-C)的制备
    2.4 材料的表征
        2.4.1 X射线衍射(XRD)
        2.4.2 电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)
        2.4.3 扫描电镜(SEM)
        2.4.4 透射电镜(TEM)
        2.4.5 能量色散X射线光谱(EDS)
        2.4.6 球差校正透射电镜(Cs-TEM)
        2.4.7 N2吸脱附分析
        2.4.8 X射线光电子能谱(XPS)
    2.5 工作电极的制备和苯胺的电催化反应(一般过程)
    2.6 底物和产物的检测分析
        2.6.1 底物苯胺的定量检测
        2.6.2 产物苯氨基甲酸甲酯的定性检测
        2.6.3 产物苯氨基甲酸甲酯的定性检测
第三章 浸渍法制备Cu/N-C电极材料及电催化应用
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 Cu/N-C材料的表征
        3.2.2 Cu/N-C电极材料电催化性能探究
    3.3 本章小结
第四章 MOF衍生法制备Cu-N-C电极材料及电催化应用
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 Cu-N-C-3 材料的表征
        4.2.2 Cu-N-C系列材料的ICP和 XPS表征
        4.2.3 Cu-N-C材料电催化性能研究
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文总结
        5.1.1 工作内容总结
        5.1.2 不足与改进
    5.2 研究展望
参考文献
科研成果
致谢



本文编号：3766367