贵金属非晶纳米片的可控合成及其催化性能研究
发布时间：2020-12-28 04:06
贵金属纳米材料作为一类非常重要的功能材料,在工业催化、能量存储和转化等众多领域中发挥着重要的作用,受到了大量的关注和广泛的研究。如何高效地利用贵金属一直是贵金属催化剂研究的热点。近年来,贵金属纳米晶原子结构的精细调控,如合金化构筑、晶面调节、晶相调控以及非晶化构筑,可以有效地提高贵金属催化剂的活性位点数量以及本征活性,从而可以在大幅度减小贵金属实际用量的同时进一步改善其催化反应的反应活性、选择性以及稳定性。在原子排列方式的精细调控中,贵金属非晶纳米结构因其杂乱无序的原子排列方式,致使贵金属非晶催化剂表面存在更多不饱和配位位点以及特殊的原子配位状态,从而在提高贵金属催化剂的活性位点数量以及本征活性方面表现出极大的潜力。在本博士论文中,我们发展了在原子精度下精确调控贵金属非晶纳米材料的可控合成方法。通过对贵金属催化剂原子结构的精确设计,有效地提高了贵金属催化剂的本征活性和活性位点数量。同时,对贵金属非晶纳米片的生长机理、催化应用以及构效关系进行了深入的探究。论文的主要内容概括如下:第一章:简要概括了在原子精度下贵金属催化剂原子结构调控的研究进展,并论述了该论文的选题依据以及主要研究内容。第...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１催化剂的类型及其全球市场份额ｌ５１
?第一章绪论???１．２贵金属催化剂概述??１．２．１贵金属催化剂简介??贵金属主要指钌（Ｒｕ）、铑（Ｒｈ）、钯（Ｐｄ）、锇（Ｏｓ）、铱（Ｉｒ）、铂（Ｐｔ）??六种铂族金属以及金（Ａｕ）、银（Ａｇ）两种金族金属（图１．２），在元素周期表??中亦属于过渡金属范畴。随着时代的发展，人们对贵金属的认识在不断的加深。??在早期认识中，由于贵金属具有美丽的金属光泽外观和稀缺性，仅限被用于货??币流通以及首饰／装饰品。后来，对贵金属的物理化学性质有了一些基本认识。??在物理性质方面，贵金属具有高熔点、高强度以及良好的电导和热导性质。另??夕卜，贵金属质地较软，拥有优良的延展性与可塑性。在化学性质方面，贵金属??块体在常温下空气以及潮湿环境中不易与其它物质发生反应，具有较强的化学??稳定性。因其独特的物理化学性质，早期的贵金属材料常常被用作优异的抗腐??蚀材料或抗氧化材料等功能材料。??４４?５ｆ５｜４５?４ｆ９／２｜４６?１ｓ０｜４７?２ｓ１／２??Ｒｕ?Ｒｈ?Ｐｄ?Ａｇ??Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ?Ｒｈｏｄｉｕｍ?Ｐａｌｌａｄｉｕｍ?Ｓｉｌｖｅｒ??１０１．０７?１０２．９０５５０?１０６．４２?１０７．８６８２??［Ｋｒ］４ｄ７５ｓ?［ＫｒＪ４ｄ８５ｓ?［Ｋｒ］４ｄ１°?［Ｋｒ］４ｄ１〇５ｓ??７．３６０５?７．４５８９?８．３３６９?７．５７６２??７６＾ｄ７?７７?４ｆ９／２?７８＂＂＂＾?７９?２ｓ１／２??Ｏｓ?Ｉｒ?Ｐｔ?Ａｕ??Ｏｓｍｉｕｍ?Ｉｒｉｄｉｕｍ?Ｐｌａｔｉｎｕｍ?Ｇｏｌｄ??１９０．２３?１９２．２１７?１９５．０８４?１９６．９６６５６９??［Ｘｅ］４ｆ１４５ｄ６６ｓ２?［Ｘｅ］
?第一章绪论???致了铂族贵金属材料的成本一直居高不下。另外，贵金属优异的催化性能致使??其需求量和消耗量日益增大，加剧了贵金属的高成本现状。如图１．３所示，２０１４??年贵金属Ｐｔ的全球销售量为２１８吨，超过一半运用于汽车尾气三元催化剂的制??造和石油化工领域。因此，如何有效地提高贵金属催化剂的原子利用率以及反??应活性，是解决贵金属催化剂高成本这一严峻问题的有效方法之一。??Ｈｌｅｃｉｒｉｃａ！??Ａｐｐｌｉｃａｔｉｗｓ??，３％＼??Ｏｉｅｍｉｃａｉ?＼??ＩＶｏｄｕｃｕｏｎ?ａｎｄ、??Ｐｅｕｏｌｃｕｍ?＼??＾ｆｉｎｉｎｇ?＾??Ｅｒｏｉｓｓｋｍｓ??ｋ?Ｃｏｎｔｔｏｌ?Ｄｃｖｔｃｅｓ??；??．＇義＇??Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｃｕｔａｗａｙ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?Ｐｔ?ｓｏｌｄ?ｉｎ?２０１４??图１．３?２０１４年贵金属Ｐｔ的全球使用情况。??１．２．２贵金属催化剂原子结构的优化??工欲善其事，必先利其器。为了在降低贵金属纳米材料负载量的同时得到??高活性、高选择性以及高稳定性的贵金属催化剂，首先应对贵金属催化剂参与??的异相催化反应有着深刻的认识与理解。在异相催化反应中，反应物分子首先??通过浓差扩散至贵金属材料的表面，然后反应物分子被吸附在催化剂表面活性??位点处并发生重构、化学键的断裂、中间产物的生成以及反应产物分子的形成，??最后反应产物从贵金属催化剂材料表面脱附，并暴露催化剂表面的活性位点。??因此，贵金属纳米晶催化过程可谓之为表界面敏感的反应过程。故而，在原子??精度下精细地调节贵金属催化剂的表界面原子结构可以改善贵金属催化剂表面??原子的电子状态，从而实现
【参考文献】：
期刊论文
[1]Aging amorphous/crystalline heterophase PdCu nanosheets for catalytic reactions[J]. Hongfei Cheng,Nailiang Yang,Xiaozhi Liu,Qinbai Yun,Min Hao Goh,Bo Chen,Xiaoying Qi,Qipeng Lu,Xiaoping Chen,Wen Liu,Lin Gu,Hua Zhang. National Science Review. 2019(05)
[2]Crystal phase control in two-dimensional materials[J]. Jialiang Wang,Yang Wei,Hai Li,Xiao Huang,Hua Zhang. Science China(Chemistry). 2018(10)
[3]Prospects of fuel cell technologies[J]. Shuangyin Wang,San Ping Jiang. National Science Review. 2017(02)
本文编号：2943098
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１催化剂的类型及其全球市场份额ｌ５１
?第一章绪论???１．２贵金属催化剂概述??１．２．１贵金属催化剂简介??贵金属主要指钌（Ｒｕ）、铑（Ｒｈ）、钯（Ｐｄ）、锇（Ｏｓ）、铱（Ｉｒ）、铂（Ｐｔ）??六种铂族金属以及金（Ａｕ）、银（Ａｇ）两种金族金属（图１．２），在元素周期表??中亦属于过渡金属范畴。随着时代的发展，人们对贵金属的认识在不断的加深。??在早期认识中，由于贵金属具有美丽的金属光泽外观和稀缺性，仅限被用于货??币流通以及首饰／装饰品。后来，对贵金属的物理化学性质有了一些基本认识。??在物理性质方面，贵金属具有高熔点、高强度以及良好的电导和热导性质。另??夕卜，贵金属质地较软，拥有优良的延展性与可塑性。在化学性质方面，贵金属??块体在常温下空气以及潮湿环境中不易与其它物质发生反应，具有较强的化学??稳定性。因其独特的物理化学性质，早期的贵金属材料常常被用作优异的抗腐??蚀材料或抗氧化材料等功能材料。??４４?５ｆ５｜４５?４ｆ９／２｜４６?１ｓ０｜４７?２ｓ１／２??Ｒｕ?Ｒｈ?Ｐｄ?Ａｇ??Ｒｕｔｈｅｎｉｕｍ?Ｒｈｏｄｉｕｍ?Ｐａｌｌａｄｉｕｍ?Ｓｉｌｖｅｒ??１０１．０７?１０２．９０５５０?１０６．４２?１０７．８６８２??［Ｋｒ］４ｄ７５ｓ?［ＫｒＪ４ｄ８５ｓ?［Ｋｒ］４ｄ１°?［Ｋｒ］４ｄ１〇５ｓ??７．３６０５?７．４５８９?８．３３６９?７．５７６２??７６＾ｄ７?７７?４ｆ９／２?７８＂＂＂＾?７９?２ｓ１／２??Ｏｓ?Ｉｒ?Ｐｔ?Ａｕ??Ｏｓｍｉｕｍ?Ｉｒｉｄｉｕｍ?Ｐｌａｔｉｎｕｍ?Ｇｏｌｄ??１９０．２３?１９２．２１７?１９５．０８４?１９６．９６６５６９??［Ｘｅ］４ｆ１４５ｄ６６ｓ２?［Ｘｅ］
?第一章绪论???致了铂族贵金属材料的成本一直居高不下。另外，贵金属优异的催化性能致使??其需求量和消耗量日益增大，加剧了贵金属的高成本现状。如图１．３所示，２０１４??年贵金属Ｐｔ的全球销售量为２１８吨，超过一半运用于汽车尾气三元催化剂的制??造和石油化工领域。因此，如何有效地提高贵金属催化剂的原子利用率以及反??应活性，是解决贵金属催化剂高成本这一严峻问题的有效方法之一。??Ｈｌｅｃｉｒｉｃａ！??Ａｐｐｌｉｃａｔｉｗｓ??，３％＼??Ｏｉｅｍｉｃａｉ?＼??ＩＶｏｄｕｃｕｏｎ?ａｎｄ、??Ｐｅｕｏｌｃｕｍ?＼??＾ｆｉｎｉｎｇ?＾??Ｅｒｏｉｓｓｋｍｓ??ｋ?Ｃｏｎｔｔｏｌ?Ｄｃｖｔｃｅｓ??；??．＇義＇??Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｃｕｔａｗａｙ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?Ｐｔ?ｓｏｌｄ?ｉｎ?２０１４??图１．３?２０１４年贵金属Ｐｔ的全球使用情况。??１．２．２贵金属催化剂原子结构的优化??工欲善其事，必先利其器。为了在降低贵金属纳米材料负载量的同时得到??高活性、高选择性以及高稳定性的贵金属催化剂，首先应对贵金属催化剂参与??的异相催化反应有着深刻的认识与理解。在异相催化反应中，反应物分子首先??通过浓差扩散至贵金属材料的表面，然后反应物分子被吸附在催化剂表面活性??位点处并发生重构、化学键的断裂、中间产物的生成以及反应产物分子的形成，??最后反应产物从贵金属催化剂材料表面脱附，并暴露催化剂表面的活性位点。??因此，贵金属纳米晶催化过程可谓之为表界面敏感的反应过程。故而，在原子??精度下精细地调节贵金属催化剂的表界面原子结构可以改善贵金属催化剂表面??原子的电子状态，从而实现
【参考文献】：
期刊论文
[1]Aging amorphous/crystalline heterophase PdCu nanosheets for catalytic reactions[J]. Hongfei Cheng,Nailiang Yang,Xiaozhi Liu,Qinbai Yun,Min Hao Goh,Bo Chen,Xiaoying Qi,Qipeng Lu,Xiaoping Chen,Wen Liu,Lin Gu,Hua Zhang. National Science Review. 2019(05)
[2]Crystal phase control in two-dimensional materials[J]. Jialiang Wang,Yang Wei,Hai Li,Xiao Huang,Hua Zhang. Science China(Chemistry). 2018(10)
[3]Prospects of fuel cell technologies[J]. Shuangyin Wang,San Ping Jiang. National Science Review. 2017(02)
本文编号：2943098
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/2943098.html
