非贵金属催化剂CoB、FeB、NiB的电子结构研究
发布时间：2021-09-30 17:46
纳米粒子催化剂具有不同于本体的电子和催化性能,引起了人们的广泛关注。CoB、FeB、NiB纳米材料具有良好的催化性能,在质子交换膜燃料电池储氢方面具有重要应用。本文综合利用透射电子显微学方法,结合第一性原理计算研究了 CoB、FeB、NiB纳米催化剂以及CoBx@h-BN核壳纳米催化剂材料的形貌、结构及性质。将电子能量损失谱和理论计算得到的分波投影态密度联系起来,研究材料的电子结构。得到如下结论:1、应用高分辨透射电镜对制备的CoBx及CoBx@h-BN纳米材料进行表征,结果表明:CoBx纳米颗粒由不规则小颗粒组成,直径约100 nm左右,CoBx纳米粒子在三维空间呈无序状态,不存在通常晶态合金所在的晶界,位错和偏析等缺陷,为典型的非晶结构。CoBx@h-BN纳米催化剂由h-BN覆盖物包封,是具有核-壳结构的纳米颗粒。2、应用电子能量损失谱（EELS）技术对不同氨化温度下的CoBx样品进行实验,结果表明:由于成键环境不同,B-K能量损失峰的精细结构不同。CoBx样品中无N元素,CoBx@h-BN样品被h-BN纳米涂层包覆。靠近外层的电子能量损失谱特征与h-BN结果一致,而靠近内层的电子...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２ＣｏＢ催化剂在不同还原温度下的ＳＥＭ图像：⑷０°Ｃ，?（ｂ）２５°Ｃ，?（ｃ）４０°Ｃ，?（ｄ）８０°Ｃ??Ｆｉｇ．?１．２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＣｏＢ?ｃａｔａｌｙｓｔ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ：?（ａ）?０°Ｃ，?（ｂ）?２５〇Ｃ，?（ｃ）?４０°Ｃ，?（ｄ）??８０?°Ｃ??
?大连交通大学工学硕士学位论文???Ｃｏ金属在ＩＲ－１２０表面上以更分枝和更宽的形式生长。当还原温度升高时将发生相反的??情况。??１．４．３还原温度对催化剂的表面形态和组成的影响??图１．３ＣｏＢ催化剂在不同还原浓度下的ＳＥＭ图像：（ａ）０．５％，（ｂ）５％，?（ｃ）１０％，（ｄ）１５％??Ｆｉｇ．?１．３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＣｏＢ?ｃａｔａｌｙｓｔ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ：?（ａ）?０．５％，?（ｂ）?５％，?（ｃ）?１０％，?（ｄ）??１５％??实验表明，当ＮａＢＨ４?（ａｑ）浓度达到丨０％时，ＣｏＢ催化剂负载量达到了最大稳定??值。因此在随后的研究中ＮａＢＨ４?（ａｑ）浓度都设定为１０％。??１．４．４还原ｐＨ对催化剂的表面形态和组成的影响??ｍｍ編??图１．４?ＣｏＢ催化剂在不同还原ｐＨ值下的ＳＥＭ图像：（ａ）?１２．４５，?（ｂ）?１２．９１??Ｆｉｇ．?１．４?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＣｏＢ?ｃａｔａｌｙｓｔ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｐＨ：?（ａ）?１２．４５，?（ｂ）?１２．９１??６??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]CoB催化剂在硼氢化钠-乙醇体系中制氢的应用[J]. 梁志花,李其明,李芳,徐国菲,夏鑫,赵士夺,任书成. 应用化工. 2017(11)
[2]非晶态Ni-B/MCM-22催化剂上二氧化碳甲烷化的研究[J]. 王城,田英,梁海燕,李懿桐,商永臣,魏树权,曲枫枫,吴雪红. 化学工程师. 2014(08)
[3]CoB催化剂制备中的溶剂效应及催化硼氢化钠水解产氢的性能（英文）[J]. 沈晓晨,戴敏,高鸣,赵斌,丁维平. 催化学报. 2013(05)
[4]电子显微学进展及其在材料科学中的应用[J]. 李建奇,段晓峰. 物理. 2008(06)
[5]密度泛函理论研究ZrnCo（n=1—13）团簇的结构和磁性[J]. 任凤竹,王渊旭,田付阳,赵文杰,罗有华. 物理学报. 2008(04)
[6]FeBN（N≤6）团簇的结构与磁性[J]. 杨致,闫玉丽,赵文杰,雷雪玲,葛桂贤,罗有华. 物理学报. 2007(05)
[7]硼及其硼化物的应用现状与研究进展[J]. 刘然,薛向欣,姜涛,张淑会,段培宁,杨合,黄大威. 材料导报. 2006(06)
[8]液体和非晶态Ni64B36合金结构的从头算分子动力学模拟[J]. 祝江波,乔明华,李振华,王文宁,范康年. 化学学报. 2005(18)
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[10]氢气的储存[J]. 陈文理. 舰船防化. 2002 (02)
博士论文
[1]铂—钌电催化剂中助剂钌的形态及稳定性研究[D]. 马俊红.大连理工大学 2010
[2]PMN和KNN铁电材料的电子显微学及第一性原理研究[D]. 吕宁.清华大学 2010
[3]KNbO3/NaNbO3超晶格及KNbO3畴结构的第一性原理研究[D]. 李占芳.吉林大学 2009
[4]非晶态NiB合金催化剂的性能及其改性研究[D]. 石秋杰.华南理工大学 1998
硕士论文
[1]新型干水灭火剂的研究[D]. 贺娟.西安科技大学 2014
[2]燃料电池用不锈钢基双极板表面改性研究[D]. 张峰磊.大连海事大学 2009
[3]纳米晶镍铝及其复合材料的机械合金化制备研究[D]. 娄琦.中国石油大学 2008
[4]烟气脱硫产物亚硫酸铵氧化动力学研究[D]. 陈枝.重庆大学 2007
[5]密度泛函理论研究FeBN（N=1-10）团簇[D]. 杨致.河南大学 2007
本文编号：3416366
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２ＣｏＢ催化剂在不同还原温度下的ＳＥＭ图像：⑷０°Ｃ，?（ｂ）２５°Ｃ，?（ｃ）４０°Ｃ，?（ｄ）８０°Ｃ??Ｆｉｇ．?１．２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＣｏＢ?ｃａｔａｌｙｓｔ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ：?（ａ）?０°Ｃ，?（ｂ）?２５〇Ｃ，?（ｃ）?４０°Ｃ，?（ｄ）??８０?°Ｃ??
?大连交通大学工学硕士学位论文???Ｃｏ金属在ＩＲ－１２０表面上以更分枝和更宽的形式生长。当还原温度升高时将发生相反的??情况。??１．４．３还原温度对催化剂的表面形态和组成的影响??图１．３ＣｏＢ催化剂在不同还原浓度下的ＳＥＭ图像：（ａ）０．５％，（ｂ）５％，?（ｃ）１０％，（ｄ）１５％??Ｆｉｇ．?１．３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＣｏＢ?ｃａｔａｌｙｓｔ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ：?（ａ）?０．５％，?（ｂ）?５％，?（ｃ）?１０％，?（ｄ）??１５％??实验表明，当ＮａＢＨ４?（ａｑ）浓度达到丨０％时，ＣｏＢ催化剂负载量达到了最大稳定??值。因此在随后的研究中ＮａＢＨ４?（ａｑ）浓度都设定为１０％。??１．４．４还原ｐＨ对催化剂的表面形态和组成的影响??ｍｍ編??图１．４?ＣｏＢ催化剂在不同还原ｐＨ值下的ＳＥＭ图像：（ａ）?１２．４５，?（ｂ）?１２．９１??Ｆｉｇ．?１．４?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＣｏＢ?ｃａｔａｌｙｓｔ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｐＨ：?（ａ）?１２．４５，?（ｂ）?１２．９１??６??
?大连交通大学工学硕士学位论文???Ｃｏ金属在ＩＲ－１２０表面上以更分枝和更宽的形式生长。当还原温度升高时将发生相反的??情况。??１．４．３还原温度对催化剂的表面形态和组成的影响??图１．３ＣｏＢ催化剂在不同还原浓度下的ＳＥＭ图像：（ａ）０．５％，（ｂ）５％，?（ｃ）１０％，（ｄ）１５％??Ｆｉｇ．?１．３?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ＣｏＢ?ｃａｔａｌｙｓｔ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ：?（ａ）?０．５％，?（ｂ）?５％，?（ｃ）?１０％，?（ｄ）??１５％??实验表明，当ＮａＢＨ４?（ａｑ）浓度达到丨０％时，ＣｏＢ催化剂负载量达到了最大稳定??值。因此在随后的研究中ＮａＢＨ４?（ａｑ）浓度都设定为１０％。??１．４．４还原ｐＨ对催化剂的表面形态和组成的影响??ｍｍ編??图１．４?ＣｏＢ催化剂在不同还原ｐＨ值下的ＳＥＭ图像：（ａ）?１２．４５，?（ｂ）?１２．９１??Ｆｉｇ．?１．４?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ＣｏＢ?ｃａｔａｌｙｓｔ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｐＨ：?（ａ）?１２．４５，?（ｂ）?１２．９１??６??
【参考文献】：
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[1]CoB催化剂在硼氢化钠-乙醇体系中制氢的应用[J]. 梁志花,李其明,李芳,徐国菲,夏鑫,赵士夺,任书成. 应用化工. 2017(11)
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[6]FeBN（N≤6）团簇的结构与磁性[J]. 杨致,闫玉丽,赵文杰,雷雪玲,葛桂贤,罗有华. 物理学报. 2007(05)
[7]硼及其硼化物的应用现状与研究进展[J]. 刘然,薛向欣,姜涛,张淑会,段培宁,杨合,黄大威. 材料导报. 2006(06)
[8]液体和非晶态Ni64B36合金结构的从头算分子动力学模拟[J]. 祝江波,乔明华,李振华,王文宁,范康年. 化学学报. 2005(18)
[9]电子能量损失谱学及其在材料科学中的应用[J]. 王永瑞,邹骐,卢党吾. 物理. 1994(06)
[10]氢气的储存[J]. 陈文理. 舰船防化. 2002 (02)
博士论文
[1]铂—钌电催化剂中助剂钌的形态及稳定性研究[D]. 马俊红.大连理工大学 2010
[2]PMN和KNN铁电材料的电子显微学及第一性原理研究[D]. 吕宁.清华大学 2010
[3]KNbO3/NaNbO3超晶格及KNbO3畴结构的第一性原理研究[D]. 李占芳.吉林大学 2009
[4]非晶态NiB合金催化剂的性能及其改性研究[D]. 石秋杰.华南理工大学 1998
硕士论文
[1]新型干水灭火剂的研究[D]. 贺娟.西安科技大学 2014
[2]燃料电池用不锈钢基双极板表面改性研究[D]. 张峰磊.大连海事大学 2009
[3]纳米晶镍铝及其复合材料的机械合金化制备研究[D]. 娄琦.中国石油大学 2008
[4]烟气脱硫产物亚硫酸铵氧化动力学研究[D]. 陈枝.重庆大学 2007
[5]密度泛函理论研究FeBN（N=1-10）团簇[D]. 杨致.河南大学 2007
本文编号：3416366
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