MOFs负载金属纳米催化剂的合成及其催化氨硼烷水解释氢
发布时间：2023-12-02 09:12
随着社会经济的快速发展,对能源的需求不断增加,传统的化石燃料不仅会带来环境污染而且资源有限,不能满足社会需求。氢能作为21世纪的绿色能源,储量丰富、来源广泛、环保无毒,在氢动力汽车、氢能发电、燃料电池和家庭用氢等方面应用广泛,但是氢能的储存是制约其发展的重大难题之一。氨硼烷作为一种最具潜力的固体储氢材料,储氢密度高、质轻无毒,在合适催化剂作用下可以催化氨硼烷水解释放3个当量的氢气,所以对于开发高性能低成本催化剂催化氨硼烷产氢显得尤为重要。本文分别以双金属和三金属作为活性组分,以金属有机骨架材料MIL-101作为载体,制备高性能的负载型金属纳米催化剂用于催化氨硼烷水解产氢体系中。研究的主要内容包括两个方面:1.采用简单的液相浸渍还原法,制备了不同的非贵金属Co、Cu、Fe、Ni分别和Ag复合负载到MIL-101上的催化剂,应用于氨硼烷水解中发现AgCo@MIL-101的催化活性是最好的,结合XRD、BET、TEM、XPS和ICP-MS对该催化剂的物相组成、形貌、比表面、金属价态和金属负载量等性质进行了表征。探究了不同金属前驱体浓度、种类、摩尔比例和不同载体的负载制备的催化剂的催化性能,实...
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 引言
1.2 氢能的储存
1.2.1 物理储氢
1.2.2 化学储氢
1.3 氨硼烷概述
1.3.1 氨硼烷的结构
1.3.2 氨硼烷的产氢方式
1.3.3 氨硼烷的再生
1.4 金属催化氨硼烷水解
1.4.1 单金属纳米催化剂
1.4.2 双金属纳米催化剂
1.4.3 三金属及以上纳米催化剂
1.5 MOFs的概述
1.5.1 MOFs的发展
1.5.2 MIL-101的概述
1.6 本论文的研究意义及研究内容
第二章 材料的制备及表征
2.1 实验试剂及仪器设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器与设备
2.2 催化剂的制备
2.2.1 载体MIL-101的制备
2.2.2 AgCo@MIL-101和CuFeCo@MIL-101的合成
2.3 氨硼烷水解释氢(排水法)
2.4 纳米催化剂的表征
2.4.1 Rigaku X射线衍射(XRD)
2.4.2 氮气物理吸附(BET)
2.4.3 高分辨透射电镜(TEM)
2.4.4 X射线电子能谱(XPS)
2.4.5 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)
2.5 催化剂的活性评价
2.5.1 转化频率(TOF)
2.5.2 反应活化能(Ea)
第三章 MIL-101负载双金属AgCo纳米催化剂的合成及其催化AB水解释氢
3.1 引言
3.2 载体MIL-101的优化选择
3.3 不同Ag基双金属纳米催化剂的制备
3.4 不同制备条件合成的AgCo@MIL-101催化AB水解
3.4.1 前驱体钴盐种类
3.4.2 前驱体金属盐的浓度
3.4.3 金属前驱体Ag和Co的比例
3.4.4 不同载体的负载作用
3.5 催化剂Ag0.3Co0.7@MIL-101的表征
3.6 AgCo@MIL-101催化AB水解产氢性能研究
3.6.1 Ag0.3Co0.7@MIL-101催化AB水解产氢的反应活化能研究
3.6.2 Ag0.3Co0.7@MIL-101催化AB水解产氢的催化稳定性研究
3.7 本章小结
第四章 MIL-101负载三金属CuFeCo纳米催化剂的合成及其催化AB水解释氢
4.1 引言
4.2 催化剂的表征
4.3 CuFeCo@MIL-101催化AB水解产氢性能研究
4.3.1 不同摩尔比例的CuFeCo@MIL-101催化AB水解产氢
4.3.2 Cu0.6Fe0.08Co0.32@MIL-101催化AB水解产氢的反应活化能
4.3.3 Cu0.6Fe0.08Co0.32@MIL-101催化AB水解产氢的催化稳定性
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3869360
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 引言
1.2 氢能的储存
1.2.1 物理储氢
1.2.2 化学储氢
1.3 氨硼烷概述
1.3.1 氨硼烷的结构
1.3.2 氨硼烷的产氢方式
1.3.3 氨硼烷的再生
1.4 金属催化氨硼烷水解
1.4.1 单金属纳米催化剂
1.4.2 双金属纳米催化剂
1.4.3 三金属及以上纳米催化剂
1.5 MOFs的概述
1.5.1 MOFs的发展
1.5.2 MIL-101的概述
1.6 本论文的研究意义及研究内容
第二章 材料的制备及表征
2.1 实验试剂及仪器设备
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器与设备
2.2 催化剂的制备
2.2.1 载体MIL-101的制备
2.2.2 AgCo@MIL-101和CuFeCo@MIL-101的合成
2.3 氨硼烷水解释氢(排水法)
2.4 纳米催化剂的表征
2.4.1 Rigaku X射线衍射(XRD)
2.4.2 氮气物理吸附(BET)
2.4.3 高分辨透射电镜(TEM)
2.4.4 X射线电子能谱(XPS)
2.4.5 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)
2.5 催化剂的活性评价
2.5.1 转化频率(TOF)
2.5.2 反应活化能(Ea)
第三章 MIL-101负载双金属AgCo纳米催化剂的合成及其催化AB水解释氢
3.1 引言
3.2 载体MIL-101的优化选择
3.3 不同Ag基双金属纳米催化剂的制备
3.4 不同制备条件合成的AgCo@MIL-101催化AB水解
3.4.1 前驱体钴盐种类
3.4.2 前驱体金属盐的浓度
3.4.3 金属前驱体Ag和Co的比例
3.4.4 不同载体的负载作用
3.5 催化剂Ag0.3Co0.7@MIL-101的表征
3.6 AgCo@MIL-101催化AB水解产氢性能研究
3.6.1 Ag0.3Co0.7@MIL-101催化AB水解产氢的反应活化能研究
3.6.2 Ag0.3Co0.7@MIL-101催化AB水解产氢的催化稳定性研究
3.7 本章小结
第四章 MIL-101负载三金属CuFeCo纳米催化剂的合成及其催化AB水解释氢
4.1 引言
4.2 催化剂的表征
4.3 CuFeCo@MIL-101催化AB水解产氢性能研究
4.3.1 不同摩尔比例的CuFeCo@MIL-101催化AB水解产氢
4.3.2 Cu0.6Fe0.08Co0.32@MIL-101催化AB水解产氢的反应活化能
4.3.3 Cu0.6Fe0.08Co0.32@MIL-101催化AB水解产氢的催化稳定性
4.4 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3869360
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教材专著
