CoNPs@ZIF-8纳米催化剂水解NaBH 4 制氢的性能及机理研究

发布时间：2023-05-13 00:41

　　众所周知,目前全球的主要能源来自于化石燃料。化石燃料储存量有限且不可再生,其燃烧的副产物对环境污染非常大。但人类的生存发展时刻离不开能源,因此寻找新的可再生能源迫在眉睫。目前已知的比较有发展前景的新能源包括太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能、核聚变能和氢能。其中氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,而利用富氢分子产氢是与当前能源和环境问题相契合的解决方案。其中NaBH₄从1950年代被Schlesinger发现以来因富氢质量比高,可产生高纯度的氢,产氢速率可控,安全无污染等特性在富氢分子中脱颖而出。到目前为止,研究发现在氢燃料电动车及便携式能源方面NaBH₄水解制氢技术有很好的应用前景。长期以来,复合纳米材料催化硼氢化钠水解一直是可行性很高的热门研究课题,而贵金属催化剂由于化学性质稳定且催化活性高等优势一直是研究热点,其中Ru、Rh、Pt催化活性最好,被研究得最多。但贵金属造价高,不适合商业使用,很多人开始寻找价格低活性高的非贵金属催化剂来替代贵金属催化剂,如Ni、Co等。本文研究了金属有机骨架ZIF-8负载的地球储量丰富的非贵金属纳...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 金属纳米粒子概述
        1.1.1 金属纳米粒子概念
        1.1.2 金属纳米粒子性质
    1.2 金属有机骨架材料
        1.2.1 金属有机骨架材料概念
        1.2.2 金属有机骨架材料研究进展
        1.2.3 金属有机骨架材料应用
    1.3 本课题选题依据及主要研究内容
        1.3.1 选题依据
        1.3.2 主要研究内容
第二章 纳米催化剂的合成与表征
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验试剂与仪器设备
        2.1.2 载体ZIF-8的制备
        2.1.3 纳米催化剂的制备
    2.2 载体ZIF-8的表征
        2.2.1 载体ZIF-8的TEM表征
        2.2.2 载体ZIF-8的BET表征
    2.3 纳米催化剂MNPs@ZIF-8的表征
        2.3.1 纳米催化剂MNPs@ZIF-8的ICP-OES表征
        2.3.2 纳米催化剂MNPs@ZIF-8的TEM表征
        2.3.3 纳米催化剂CoNPs@ZIF-8的XPS表征
第三章 纳米催化剂的活性对比
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验试剂与仪器设备
        3.1.2 纳米催化剂催化NaBH₄水解制氢
    3.2 纳米催化剂的活性评价参数-转化频率
    3.3 MNPs@ZIF-8在NaBH₄水解反应中的活性对比
    3.4 二维载体负载的Co NPs在NaBH₄水解反应中的活性对比
第四章 CoNPs@ZIF-8在NaBH₄水解反应中的性能研究及文献比较
    4.1 NaOH浓度对CoNPs@ZIF-8催化水解NaBH₄的影响
    4.2 CoNPs@ZIF-8在NaBH₄水解反应中的反应动力学研究
        4.2.1 Co NPs负载量对CoNPs@ZIF-8催化水解NaBH₄的影响
        4.2.2 反应物用量对CoNPs@ZIF-8催化水解NaBH₄的影响
        4.2.3 温度对CoNPs@ZIF-8催化水解NaBH₄的影响
    4.3 文献比较
第五章 CoNPs@ZIF-8催化水解NaBH₄的机理推测
    5.1 第二达姆科勒数Da_Ⅱ计算
    5.2 动力学同位素效应
    5.3 机理推测
第六章 结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：3814956