稻壳制备氮杂炭及其催化性能研究
发布时间：2021-05-22 20:33
当今世界,能源正在被大量消耗,并且部分资源没有得到合理的利用。我们需要探索出更多的新型材料来替代传统的资源。燃料电池正在被广泛的使用,然而其中贵金属铂的大量使用,是阻碍其更好地发展的关键因素,所以需要探索出一种廉价、简单、高效和易得的绿色催化剂来替代它。目前的研究方向为非贵金属催化剂研究,目的是为了找出替代Pt电极的电催化剂,研究发现氮杂炭是非常理想的替代材料,因为氮杂炭具有催化活性高、成本低廉、绿色环保等特点,所以它有很大的优势从而取代Pt催化剂,并且可以运用到实际中去。氮杂炭材料的介孔非常有序,孔道结构非常规整以及具有非常高的比表面积,而且原料易得,操作简便,节约能源,从而受到社会上的大量的关注。本论文中,我们利用稻壳制备了木质素炭源和炭球炭源,还以粉末状稻壳炭为炭源制备了氮杂炭包钻催化剂,其不仅在还原对硝基苯胺方面具有良好的催化性能,在燃料电池氧还原反应方面也具有良好的效果。探究了不同HC1浓度和不同水热温度对生成稻壳炭的影响。以稻壳为原料,使用不同浓度的HCl在不同水热温度下进行实验,找到令稻壳既能水解,又不炭化的最佳反应条件,制得稻壳渣和碳水化合物母液,然后再分别经过水热处理...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 非贵金属催化剂
1.2.1 过渡金属氧化物催化剂
1.2.2 非金属催化剂
1.2.3 含过渡金属的氮杂炭材料催化剂
1.3 氮杂炭材料的介绍和应用
1.3.1 氮杂炭材料
1.3.2 氮杂炭纳米材料
1.3.3 氮杂炭材料在吸附上的运用
1.4 催化剂的介绍和应用
1.4.1 催化剂的原理
1.4.2 非均相催化中氮杂炭催化剂的作用
1.4.3 催化剂在还原对硝基苯胺的催化作用
1.4.4 催化剂在电解水中的运用
1.5 本论文研究内容和选题意义
第二章 利用稻壳为原料通过不同途径制备两种炭源
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品与仪器
2.2.2 控制盐酸浓度对水热反应的影响:
2.2.3 控制加热温度对水热反应的影响:
2.2.4 两种炭源的制备
2.3 结果和讨论
2.3.1 HCl浓度对稻壳水解的影响
2.3.2 反应温度对稻壳水解的影响
2.3.3 两种炭源的表征
2.4 本章小结
第三章 利用稻壳制备氮杂炭及其在还原对硝基苯胺方面的催化性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 不同比例的草酸钴三聚氰胺前躯体的合成及催化剂的制备
3.2.2 还原对硝基苯胺的催化降解实验
3.3 结果和讨论
3.3.1 草酸钴三聚氰胺前躯体结果分析
3.3.2 氮杂炭包钴催化剂的扫描电镜(SEM)分析
3.3.3 氮杂炭包钴催化剂还原对硝基苯胺的实验分析
3.4 本章小结
第四章 利用稻壳制备氮杂炭及其作为燃料电池氧还原反应催化剂性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 氮杂炭包钴催化剂的制备
4.2.2 电化学氧还原反应测试
4.3 结果和讨论
4.3.1 物理表征
4.3.2 电化学氧还原反应测试
4.4 本章小结
第五章 生长在不锈钢网上的硫和镍共掺杂硫化钼纳米片及其电化学催化性能研究
5.1 前言
5.2 实验方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 通过两电极体系确定材料的最佳配比
5.3.2 通过研究三电极体系,确定材料的HER性能
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电解水析氢电极材料的研究新进展[J]. 杜晶晶,李娜,许建雄,许利剑. 功能材料. 2015(09)
[2]碳材料的掺杂改性及其用于燃料电池催化剂的研究[J]. 郑锐萍,廖世军. 表面技术. 2015(01)
[3]水洗及酸洗对毛竹热解产物的影响[J]. 谷双,路长通,陈纪忠. 浙江大学学报(工学版). 2013(07)
[4]A New Eusauropod Dinosaur from the Lower Cretaceous of Guangxi Province,Southern China[J]. Eric BUFFETAUT. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2010(06)
[5]从稻壳中提取制备低聚木糖研究进展[J]. 吴彬,马正智,周伟,刘杨,胡国华. 中国食品添加剂. 2009(S1)
[6]木材炭化与炭化物利用研究进展[J]. 林兰英,陈志林,傅峰. 世界林业研究. 2007(05)
[7]稻壳中纤维素、半纤维素和木质素的测定[J]. 熊素敏,左秀凤,朱永义. 粮食与饲料工业. 2005(08)
[8]推进清洁生产技术的有效手段——均相催化多相化[J]. 金子林,魏莉,蒋景阳. 石油化工. 2004(05)
[9]稻壳灰显微结构及其中纳米SiO2的电镜观察[J]. 欧阳东,陈楷. 电子显微学报. 2003(05)
[10]含氮竹节状碳纳米管的催化合成[J]. 王利军,郭昌文,田汀,吴浩青. 化学学报. 2003(10)
博士论文
[1]活性析氢催化剂的构筑及性能研究[D]. 邓子华.重庆大学 2017
硕士论文
[1]微型混合反应物燃料电池催化剂的制备及性能研究[D]. 杜祖荣.武汉工程大学 2015
本文编号：3201624
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 非贵金属催化剂
1.2.1 过渡金属氧化物催化剂
1.2.2 非金属催化剂
1.2.3 含过渡金属的氮杂炭材料催化剂
1.3 氮杂炭材料的介绍和应用
1.3.1 氮杂炭材料
1.3.2 氮杂炭纳米材料
1.3.3 氮杂炭材料在吸附上的运用
1.4 催化剂的介绍和应用
1.4.1 催化剂的原理
1.4.2 非均相催化中氮杂炭催化剂的作用
1.4.3 催化剂在还原对硝基苯胺的催化作用
1.4.4 催化剂在电解水中的运用
1.5 本论文研究内容和选题意义
第二章 利用稻壳为原料通过不同途径制备两种炭源
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品与仪器
2.2.2 控制盐酸浓度对水热反应的影响:
2.2.3 控制加热温度对水热反应的影响:
2.2.4 两种炭源的制备
2.3 结果和讨论
2.3.1 HCl浓度对稻壳水解的影响
2.3.2 反应温度对稻壳水解的影响
2.3.3 两种炭源的表征
2.4 本章小结
第三章 利用稻壳制备氮杂炭及其在还原对硝基苯胺方面的催化性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 不同比例的草酸钴三聚氰胺前躯体的合成及催化剂的制备
3.2.2 还原对硝基苯胺的催化降解实验
3.3 结果和讨论
3.3.1 草酸钴三聚氰胺前躯体结果分析
3.3.2 氮杂炭包钴催化剂的扫描电镜(SEM)分析
3.3.3 氮杂炭包钴催化剂还原对硝基苯胺的实验分析
3.4 本章小结
第四章 利用稻壳制备氮杂炭及其作为燃料电池氧还原反应催化剂性能研究
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 氮杂炭包钴催化剂的制备
4.2.2 电化学氧还原反应测试
4.3 结果和讨论
4.3.1 物理表征
4.3.2 电化学氧还原反应测试
4.4 本章小结
第五章 生长在不锈钢网上的硫和镍共掺杂硫化钼纳米片及其电化学催化性能研究
5.1 前言
5.2 实验方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 通过两电极体系确定材料的最佳配比
5.3.2 通过研究三电极体系,确定材料的HER性能
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]电解水析氢电极材料的研究新进展[J]. 杜晶晶,李娜,许建雄,许利剑. 功能材料. 2015(09)
[2]碳材料的掺杂改性及其用于燃料电池催化剂的研究[J]. 郑锐萍,廖世军. 表面技术. 2015(01)
[3]水洗及酸洗对毛竹热解产物的影响[J]. 谷双,路长通,陈纪忠. 浙江大学学报(工学版). 2013(07)
[4]A New Eusauropod Dinosaur from the Lower Cretaceous of Guangxi Province,Southern China[J]. Eric BUFFETAUT. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2010(06)
[5]从稻壳中提取制备低聚木糖研究进展[J]. 吴彬,马正智,周伟,刘杨,胡国华. 中国食品添加剂. 2009(S1)
[6]木材炭化与炭化物利用研究进展[J]. 林兰英,陈志林,傅峰. 世界林业研究. 2007(05)
[7]稻壳中纤维素、半纤维素和木质素的测定[J]. 熊素敏,左秀凤,朱永义. 粮食与饲料工业. 2005(08)
[8]推进清洁生产技术的有效手段——均相催化多相化[J]. 金子林,魏莉,蒋景阳. 石油化工. 2004(05)
[9]稻壳灰显微结构及其中纳米SiO2的电镜观察[J]. 欧阳东,陈楷. 电子显微学报. 2003(05)
[10]含氮竹节状碳纳米管的催化合成[J]. 王利军,郭昌文,田汀,吴浩青. 化学学报. 2003(10)
博士论文
[1]活性析氢催化剂的构筑及性能研究[D]. 邓子华.重庆大学 2017
硕士论文
[1]微型混合反应物燃料电池催化剂的制备及性能研究[D]. 杜祖荣.武汉工程大学 2015
本文编号：3201624
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3201624.html
