氮掺杂石墨烯的制备及负载型催化剂的丙烷氧化脱氢催化性能研究

发布时间：2024-02-15 02:16

　　近十年来,由于非金属催化剂具有成本低、可靠性高、生物相容性和可持续性等优点,人们对非金属催化剂的研究越来越感兴趣。石墨烯(RGO)本身具有独特的晶体结构和物理性能而受到研究者们的青睐。对石墨烯进行氮掺杂表面修饰得到氮掺杂石墨烯(N-RGO),较纯石墨烯具有更为优异的性能。目前市场丙烯供不应求,制备丙烯的传统工艺已经难以满足人们的需求,丙烷氧化脱氢制丙烯体系是催化领域的研究热点,首要前提是制备具有高寿命和高丙烯选择性的催化剂。氮原子与O₂分子的强相互作用,可活化分子氧,增强催化剂的反应活性,因此对石墨烯表面进行改性,可使其具有较好的丙烷氧化脱氢催化性能。NiO丙烷氧化脱氢转化率高但选择性低,因此常与载体结合成为复合材料使用,而石墨烯由于其良好的电学性能、部分缺陷位和巨大的比表面积,使其成为NiO复合改性的理想材料。本文以石墨粉为原料,采用Hummers法合成GO,然后以GO为前驱体,利用溶剂热法和化学氧化还原法两种方法制备出石墨烯,探究两种方法对RGO的结构性质的影响,最后选用溶剂热法负载NiO,并进行氮掺杂修饰石墨烯制备了N-RGO催化剂,并对制得的一系列催化剂进...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1石墨烯晶体结构示意图

层石墨无法稳定存在的观点。石墨烯中碳原，是富勒烯、碳纳米管和石墨的基本结构单与性能特征、碳纳米管和石墨的基本结构单元，如图分为单壁和多壁碳纳米管；石墨烯部分弯曲成3杂化之间，具有一定的芳香性；而多层石以sp2杂化紧密堆积形成二维蜂窝状结构[4]剩余的一个p电子形成大π键，....

图3-1石墨粉和GO的XRD谱图

第三章石墨烯(RGO)的制备及表征制备氧化石墨烯并对其进行X-射线衍射分析，图从图3-1中可以看出，在26.52o和54.64o处出现两002)晶面和(004)晶面，根据布拉格方程2dsinθ=nλ，335nm，粒径大小为13.466nm。经过比较可以观察面所....

图3-2不同浓硫酸量制备的GO的XRD谱图

用量制备GO的XRD图谱。从图3-2中可以看到，20mL才能制备出氧化石墨烯(GO)，浓硫酸在这里同时也起到一定的氧化作用。图3-1石墨粉和GO的XRD谱图Fig.3-1XRDpatternsofgraphiteandgrapheneo....

图3-3不同H2O2量制备的GO的XRD谱图

图3-3不同H2O2量制备的GO的XRD谱图3XRDpatternsofgrapheneoxidebydifferentconcentrationofper示，无H2O2时和加入量分别为3mL、6mL、10mL，属于(001)晶面，证明....

本文编号：3899024