一、鉬-中孔催化劑的合成及性能研究(論文文獻(xiàn)綜述)
郭璇[1](2021)在《鉬系生物基含氧化合物常壓加氫脫氧催化劑構(gòu)建及應(yīng)用》文中提出生物質(zhì)作為可再生資源,通過開發(fā)各種有效方法將其轉(zhuǎn)化為液體燃料或高品質(zhì)化學(xué)品是近年學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。其中,加氫脫氧反應(yīng)被認(rèn)為是生物質(zhì)各轉(zhuǎn)化過程小分子化合物進(jìn)一步脫氧提質(zhì)最有效的手段之一。然而常規(guī)加氫脫氧過程不同程度上存在氫氣過度消耗、生物基原料不飽和鍵過度飽和以及催化劑與原料反應(yīng)性不匹配等問題。常壓加氫脫氧反應(yīng)因其可以在較低的氫耗前提下實(shí)現(xiàn)高效脫氧這一優(yōu)勢(shì)被廣泛關(guān)注。構(gòu)建可以用于生物基含氧化合物常壓加氫脫氧反應(yīng)的高效催化劑是目前工作的重中之重。鉬系催化劑在含氧化合物加氫脫氧反應(yīng)中的優(yōu)異表現(xiàn)已經(jīng)被大量證實(shí)。因此,本論文構(gòu)建了一系列鉬系催化劑,并通過XRD、XPS、H2-TPR、SEM和TEM等手段詳細(xì)分析了不同鉬系催化劑的結(jié)構(gòu)與形貌,重點(diǎn)研究了鉬系催化劑“氧空穴”活性位點(diǎn)的催化機(jī)制。選取生物質(zhì)油品中典型的含氧模型化合物或真實(shí)油品,將構(gòu)建的鉬系催化劑應(yīng)用于生物基含氧化合物的常壓加氫脫氧反應(yīng)過程中,對(duì)加氫反應(yīng)中催化劑的催化性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)構(gòu)建鉬系催化劑體系。分別采用水熱合成法制備Mo含量分別為15 wt%和20 wt%的Mo原子催化劑(Mo-ZSM-5),過量浸漬法制備20 wt%的MoO3基催化劑(MoO3/ZSM-5和MoO3/meso ZSM-5)和負(fù)載量分別為15 wt%、20 wt%和25 wt%的MoO3/TiO2和MoO3/ZrO2催化劑,簡(jiǎn)單焙燒制備MoO3催化劑。對(duì)制備后的催化劑進(jìn)行預(yù)還原處理和表征分析,包括XRD、XPS、H2-TPR、SEM和TEM等。結(jié)果表明,各類氧化鉬物種都成功附載在催化劑載體表面或孔道內(nèi),MoO3基催化劑中被預(yù)測(cè)為有效活性位點(diǎn)的Mo5+成分在預(yù)還原后有所增加。(2)研究了MoO3、20 wt%MoO3/TiO2和MoO3/ZrO2催化劑用于4-丙基酚、2-環(huán)戊烯-1-酮及其混合物的常壓加氫脫氧反應(yīng)過程。在三種不同催化劑的催化加氫作用下,4-丙基酚轉(zhuǎn)化率接近100%,主要產(chǎn)物正丙苯的選擇性為80%-100%。將同樣質(zhì)量濃度的2-環(huán)戊烯-1-酮摻入4-丙基酚時(shí),其轉(zhuǎn)化率仍維持在100%左右,且其中20MT和20MZ催化作用下的產(chǎn)物正丙苯選擇性有所提高,整個(gè)反應(yīng)過程中穩(wěn)定在~100%。1000 ppm和3000 ppm 2-環(huán)戊烯-1-酮(溶于庚烷)的加氫反應(yīng)表明,當(dāng)原料質(zhì)量濃度為1000 ppm,選取20 wt%MoO3/TiO2為催化劑,在350℃反應(yīng)溫度下對(duì)其進(jìn)行常壓加氫脫氧反應(yīng)時(shí),2-環(huán)戊烯-1-酮的轉(zhuǎn)化率最高。以20MT催化劑對(duì)1000 ppm 4-丙基酚和2-環(huán)戊烯-1-酮的混合原料進(jìn)行長(zhǎng)周期反應(yīng),100 h內(nèi)4-丙基酚轉(zhuǎn)化率均能完全轉(zhuǎn)化,其反應(yīng)工藝可在切換式固定床反應(yīng)器中進(jìn)行。(3)選取MoO3催化劑,將其應(yīng)用于丁香酚及特定生物油品的常壓加氫脫氧反應(yīng)中,并研究了輕組分丙酮和2-環(huán)戊烯-1-酮對(duì)丁香酚加氫反應(yīng)的影響。丁香酚的轉(zhuǎn)化率維持在100%左右,產(chǎn)物正丙苯選擇性達(dá)到80%以上。當(dāng)向丁香酚原料中加入不同質(zhì)量濃度(1 wt%、3 wt%和5 wt%)的輕組分丙酮、2-環(huán)戊烯-1-酮或二者混合物時(shí),丁香酚轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物正丙苯的選擇性會(huì)隨著所摻入輕組分質(zhì)量濃度的增加而下降,這說明輕含氧組分不利于高濃度酚的加氫脫氧反應(yīng)。同時(shí),MoO3催化劑對(duì)分級(jí)萃取生物油和木質(zhì)素油同樣具有較好的催化活性,兩種油品脫氧率在反應(yīng)過程中可以達(dá)到96%和93%以上。(4)選用MoO3負(fù)載量分別為15 wt%、20 wt%和25 wt%的MoO3/TiO2和MoO3/ZrO2催化劑,對(duì)5 wt%的真實(shí)油品腰果酚進(jìn)行常壓加氫脫氧實(shí)驗(yàn)。研究發(fā)現(xiàn)在20 wt%MoO3/TiO2的催化作用下,腰果酚轉(zhuǎn)化率最高,可以達(dá)到95.3%。但這些催化劑均不能維持較高的催化活性,在加氫反應(yīng)開始后會(huì)逐漸失活,分析可能的原因是腰果酚分子量較大,容易在催化劑表面積碳結(jié)焦,使催化劑無法與原料接觸,進(jìn)行還原反應(yīng)。該反應(yīng)過程中催化劑易失活且可再生的特點(diǎn)使其反應(yīng)工藝可在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行。
呂丹丹[2](2021)在《摻雜多孔碳基非貴金屬電催化劑的設(shè)計(jì)及性能調(diào)控研究》文中提出氧還原反應(yīng)(ORR)、析氫反應(yīng)(HER)和析氧反應(yīng)(OER)是可再生燃料電池、可充電金屬-空氣電池和電化學(xué)水裂解裝置等綠色電化學(xué)能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)化技術(shù)的核心反應(yīng)。然而ORR和OER反應(yīng)較為復(fù)雜、動(dòng)力學(xué)緩慢、不能自發(fā)進(jìn)行,都依賴于貴金屬催化劑的催化作用,嚴(yán)重制約了綠色能源的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化利用?;诖?合理的設(shè)計(jì)和開發(fā)非貴金屬氧電催化劑是解決目前困境的最重要的途徑。盡管一直都有最新的研究進(jìn)展,但在堿性和酸性介質(zhì)中合理設(shè)計(jì)和合成用于ORR和OER的非貴金屬電催化劑,仍然是研究者們需要不斷探索的關(guān)鍵問題。異質(zhì)原子摻雜的碳基材料因其具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、多孔結(jié)構(gòu)、良好的化學(xué)穩(wěn)定性而得到了廣泛關(guān)注,是一個(gè)很有前途的探索策略。因而本課題,以2,6-二乙酰基吡啶為前驅(qū)體通過組分調(diào)控,合成了具有獨(dú)特成分組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的異質(zhì)原子摻雜多孔碳基催化劑材料,并具有優(yōu)異的電催化功能活性。此外,本課題還利用理論計(jì)算探討了催化劑的活性位點(diǎn)來源,解析了微觀結(jié)構(gòu)和催化活性的關(guān)系。主要內(nèi)容如下:(1)以1,8-二氨基萘和2,6二乙?;拎榉磻?yīng)物前驅(qū)體集合生成新型雙亞胺基吡啶聚合物,以六水氯化鐵為金屬前驅(qū)體經(jīng)過絡(luò)合后進(jìn)行熱解制備了碳球狀單原子分散的Fe-N-C催化劑。對(duì)該催化劑進(jìn)行了一系列的物理表征和電化學(xué)活性測(cè)試。結(jié)果表明用該前驅(qū)體無模板或載體制備的Fe-N-C催化劑具有超高的比表面積(1790 m2/g)、高石墨化程度等優(yōu)點(diǎn)。該Fe-N-C材料內(nèi)部及表面高度分散有單原子Fe與N形成獨(dú)特的Fe-N5配位結(jié)構(gòu)。同時(shí),該催化劑材料在0.5 M硫酸和0.1 M KOH中不僅表現(xiàn)出優(yōu)異的ORR催化活性和選擇性,還具有優(yōu)異的OER催化性能。總的氧電催化活性為堿性介質(zhì)中0.70 V和在酸性介質(zhì)中為0.86 V。(2)以2,6-二乙?;拎ず?,3’-二氨基聯(lián)苯胺為反應(yīng)物前驅(qū)體,本工作探究了氯化鈷、硝酸鈷、乙酸鈷三種鈷前驅(qū)體與催化劑結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系。通過熱解制備了Co-N-C多功能電催化劑用于高效水分解和氧還原催化反應(yīng)。結(jié)果表明Co-N結(jié)構(gòu)和封裝在N摻雜的碳基體中的金屬鈷納米粒子具有很強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng)。鈷離子源對(duì)最終的碳材料性能有顯著影響。以乙酸鈷為前驅(qū)體制備的Co-N-C催化劑具有良好的綜合性能。這種優(yōu)異的活性可歸功于被包覆的金屬態(tài)鈷和Co-N基團(tuán)之間的協(xié)同作用。研究還表明Co-Nx是ORR的十分有效的活性位點(diǎn),而金屬態(tài)的鈷則對(duì)水分解反應(yīng)具有巨大的活性貢獻(xiàn)。(3)基于以上兩個(gè)工作,又以2,6-二乙?;拎ず?,3’-二氨基聯(lián)苯胺為反應(yīng)物,按照不同F(xiàn)e和Co摩爾比制備得到含鐵-N和鈷-N結(jié)構(gòu)有機(jī)金屬絡(luò)合物。對(duì)絡(luò)合物粉末進(jìn)行熱解及后處理得到FexCoyNC催化劑。探究了Fe和Co的比例對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)以及性能的影響。本工作所制備的催化劑具有Fe以Fe-Nx結(jié)構(gòu)的形式存在,Co則以少量的Co-Nx結(jié)構(gòu)和多數(shù)的金屬態(tài)Co兩種狀態(tài)存在。其中Fe:Co比例為1:5的催化劑(Fe1Co5NC)在酸性和堿性電解液中都具有最優(yōu)的ORR性能。Fe1Co5NC組裝的鋅-空氣電池,放電時(shí)的峰值能量密度達(dá)到了284 mW·cm-2。測(cè)試結(jié)果表明微量Fe原子可以顯著提高Co-N-C催化劑的ORR催化活性。DFT計(jì)算同樣輔助證明了Fe-N-C(含少量Co-Nx)層包裹Co金屬納米顆粒結(jié)構(gòu)比單獨(dú)使用Fe-N-C和金屬態(tài)Co時(shí)具有更優(yōu)的氧中間產(chǎn)物吸附能量勢(shì)壘,即比他們單獨(dú)作為催化時(shí)具有更高的ORR催化活性。(4)將2,6-二乙?;拎ず?,4’-二氨基二苯二硫醚為反應(yīng)前驅(qū)體,六水合氯化鈷為鈷鹽,得到了Co9S8包覆于氮、硫摻雜碳中(Co9S8@N,S-C)的催化材料。該催化劑具有豐富的大、中孔結(jié)構(gòu),具有高效的雙功能氧電催化活性,其ORR半波電位達(dá)到了0.89 V,OER過電位僅304 mV,雙功能電位差僅有0.647 V vs RHE。用Co9S8@N,S-C組裝的可充放電鋅-空氣電池的測(cè)試表明:其最大輸出功率密度為259 mW·cm-2,比容量為862m Ah·gZn-1。此外,Co9S8@N,S-C組裝的Zn ABs具有比Pt/C+IrO2更高的穩(wěn)定性。連續(xù)運(yùn)行110 h后,充放電電壓間隙僅略微增大約90 mV,往返效率僅降低4.83%(而Pt/C+IrO2降低了14.48%)。DFT計(jì)算表明N、S共摻雜的碳層和Co9S8調(diào)節(jié)彼此的費(fèi)米能級(jí),大大提高了材料的導(dǎo)電性,并使電子迅速轉(zhuǎn)移到活性位點(diǎn),制備的Co9S8@N,S-C催化劑實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)的吸附效果,比單獨(dú)使用Co9S8具有更高的催化活性。(5)由于金屬Fe和Co在催化過程中易發(fā)生金屬的脫落,因而本工作又以2,6-二乙酰基吡啶、1,5-萘二胺和2,5-二硫二脲為氮、碳源和硫源,通過調(diào)節(jié)三個(gè)單體的摩爾比探究了非金屬NS/C氧電雙功電催化劑。當(dāng)三個(gè)有機(jī)物的摩爾比為1:0.5:0.5時(shí)所得到的的NS/C催化劑在0.1 M KOH中具有最高的ORR和OER催化活性,ORR/OER雙功能電位差僅有0.72 V vs RHE,遠(yuǎn)超過了商業(yè)Pt/C+IrO2。用該催化劑組裝的可充放電鋅-空電池測(cè)試結(jié)果顯示,其提供的最大輸出功率密度149 mW·cm-2,比容量可達(dá)769m Ah·gzn-1,且可以穩(wěn)定的充放100小時(shí)后僅衰減28.36%,活性和穩(wěn)定性遠(yuǎn)超過相同質(zhì)量負(fù)載的Pt/C和IrO2(1:1 wt.%)混合催化劑組裝的鋅-空電池(衰減37.18%)。本工作的理論計(jì)算結(jié)果表明,NS/C的高活性主要來源于由特定的N和S摻雜所誘導(dǎo)的帶有正電荷和自旋密度的C原子。
張維民[3](2021)在《多級(jí)孔Beta沸石 ——從小試到中試》文中認(rèn)為Beta沸石是一種具有三維十二元環(huán)交叉孔道結(jié)構(gòu)的大孔沸石,其具有優(yōu)異的性能,如高的強(qiáng)Br?nsted酸濃度、高Si/Al比、良好的(水)熱穩(wěn)定性和高表面積,是石化工業(yè)應(yīng)用中的潛在催化劑,在石油煉制和石油化工工藝中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能。然而,傳統(tǒng)的Beta沸石作為催化劑時(shí),存在強(qiáng)烈的空間位阻和擴(kuò)散限制,阻礙大分子通過其內(nèi)部孔道而形成積炭使催化劑失活,導(dǎo)致沸石催化劑的潛力未能被充分利用。解決該問題的主要策略之一是制備多級(jí)孔Beta沸石,以允許大分子轉(zhuǎn)化并縮短擴(kuò)散路徑。目前雖然有多種制備多級(jí)孔Beta沸石的方法,但仍然僅限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模,工業(yè)化生產(chǎn)仍未能實(shí)現(xiàn)。限制其大規(guī)模生產(chǎn)的主要原因是工藝復(fù)雜或原料昂貴。因此,為了真正實(shí)現(xiàn)多級(jí)孔Beta沸石的未來應(yīng)用,有必要開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)可行的制備方法,該方法既需要保證制備的多級(jí)孔沸石性能優(yōu)異,也需滿足合成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、成本低廉和合成程序簡(jiǎn)單的要求。本論文在常規(guī)Beta沸石的合成凝膠中加入陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB),水熱條件下合成多級(jí)孔Beta沸石,并探索了預(yù)晶化時(shí)間和添加乙醇的影響,最終確立了以CTAB為模板制備多級(jí)孔Beta沸石的方法,此方法無需預(yù)晶化,無需乙醇,操作程序簡(jiǎn)單;改變合成凝膠中的H2O/(SiO2+Al2O3)、Na2O/(SiO2+Al2O3)及TEAOH/(SiO2+Al2O3)等參數(shù)及使用不同鏈長(zhǎng)的烷基三甲基溴化銨,在一定范圍內(nèi)均可合成多級(jí)孔Beta沸石,得到的多級(jí)孔Beta沸石是由單晶納米顆粒組成的橢球狀聚集體,介孔由豐富的晶間孔構(gòu)成;通過控制變量,在保持較高微孔比表面積的前提下,外比表面積在80-290 m2·g-1的范圍內(nèi),介孔體積在0.23-0.54 cm3·g-1的范圍內(nèi)可調(diào)變,且單晶納米粒子的大小和橢球狀聚集體的尺寸也可調(diào)變,實(shí)現(xiàn)了多級(jí)孔Beta沸石孔結(jié)構(gòu)和形貌的調(diào)控;該合成方法操作簡(jiǎn)便、成本低廉、產(chǎn)品性質(zhì)可調(diào),基本滿足了工業(yè)化生產(chǎn)的前提條件。通過研究多級(jí)孔Beta沸石的晶化動(dòng)力學(xué),改變凝膠Si/Al比和CTAB濃度等,利用表面張力測(cè)試、XRD、N2吸附、SEM和TG等技術(shù)手段,追蹤分析了多級(jí)孔Beta沸石晶化過程中CTAB的作用方式。在成核期,帶正電的CTA+以球狀膠束形式存在于固體中,被吸引在帶負(fù)電荷的Al(OSi)4-和Si-O-附近,由于空間位阻作用,阻礙四面體間的相互連接,產(chǎn)生更多的晶核。隨著晶化進(jìn)行,Si-O-逐漸生成骨架中不帶電的完整硅氧四面體,大量CTAB膠束與固體脫離,剩余的CTAB部分以CTA+形式與沸石外表面Si-O-作用,部分與Al(OSi)4-結(jié)合;與沸石外表面Si-O-和Al(OSi)4-結(jié)合的CTA+阻礙納米晶粒的聚集,高溫脫除后產(chǎn)生了晶間介孔,介孔來源于沸石納米顆粒的堆積;另一部分CTA+以單體形式在Beta沸石的直通孔道與內(nèi)部Al(OSi)4-結(jié)合,與TEA+相互競(jìng)爭(zhēng),并取代部分TEA+起到模板作用。外比表面積與凝膠Si/Al比和CTAB濃度有關(guān),吸附的CTAB膠束越大,外比表面積越大。因此,可以在一定范圍內(nèi)改變CTAB濃度而實(shí)現(xiàn)不同凝膠Si/Al比的沸石孔結(jié)構(gòu)和形貌調(diào)變。在凝膠Si/Al比為10-200的范圍內(nèi),研究了CTAB的調(diào)變范圍對(duì)多級(jí)孔Beta沸石性質(zhì)的影響。在凝膠Si/Al比為10-100的范圍內(nèi),CTAB/SiO2的調(diào)變范圍隨著凝膠中Si/Al比的增大而逐漸減小,且合成的多級(jí)孔Beta沸石可達(dá)到的最大外比表面積也減小,形貌由納米晶粒堆積而成的橢球狀聚集體形貌轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂星逦w邊界的立方體結(jié)構(gòu)。凝膠Si/Al比為150時(shí),多級(jí)孔Beta沸石變得致密,且出現(xiàn)了片狀無定形。凝膠Si/Al比的改變使多級(jí)孔Beta沸石的Si/Al比以及Al分布發(fā)生變化,進(jìn)而影響其酸性。凝膠Si/Al比增大,產(chǎn)物體相Si/Al比增大,導(dǎo)致總酸量減少。凝膠Si/Al比為10-50時(shí),骨架Si/Al比逐漸升高,導(dǎo)致總B酸量下降,強(qiáng)B酸占比提高;凝膠Si/Al比為100時(shí),出現(xiàn)了大量提供酸量有限的四配位骨架鋁Al(IVb),導(dǎo)致B酸量急劇減少。凝膠Si/Al比為10-100時(shí),非骨架鋁含量逐漸下降,尤其是五配位非骨架鋁Al(V)的下降趨勢(shì)明顯,導(dǎo)致L酸量逐漸下降。利用三個(gè)不同大小的探針分子(均三甲苯、1,2,3,4-四氫萘和1,3,5-三異丙苯)研究多級(jí)孔Beta沸石的吸附與擴(kuò)散性能。在吸附/脫附實(shí)驗(yàn)中,與常規(guī)Beta沸石相比,三種探針分子在多級(jí)孔Beta沸石中均表現(xiàn)出更高的吸附量及更快的擴(kuò)散速率。利用三個(gè)不同大小的探針分子(甲基環(huán)己烷,均三甲苯,1,3,5-三異丙苯)反應(yīng)研究多級(jí)孔Beta沸石的酸性。甲基環(huán)己烷催化轉(zhuǎn)化是一種表征多級(jí)孔Beta沸石酸性的有效手段,均三甲苯催化轉(zhuǎn)化可用來反映多級(jí)孔Beta沸石孔內(nèi)和外表面的酸性分布,1,3,5-三異丙苯裂解可用來反映多級(jí)孔Beta沸石可接近酸的酸性質(zhì)。沸石中介孔的引入,提高了甲基環(huán)己烷的轉(zhuǎn)化率,裂解產(chǎn)物的產(chǎn)率以及異丁烷的產(chǎn)率,表明多級(jí)孔Beta沸石使可接近的總酸、B酸以及強(qiáng)B酸酸量均提高;提高了均三甲苯的轉(zhuǎn)化率、降低了I/D值及1,2,4/1,2,3-TMB值,表明多級(jí)孔Beta沸石使可接近的總酸酸量提高、反應(yīng)空間和孔內(nèi)或孔口的酸量與酸密度增大、擴(kuò)散性能提高;提高了1,3,5-三異丙苯的轉(zhuǎn)化率以及深度裂解產(chǎn)物的選擇性,表明多級(jí)孔Beta沸石的可接近酸以及可接近的強(qiáng)酸的酸量均提高。在中試規(guī)模的反應(yīng)器中,動(dòng)態(tài)水熱體系下制備多級(jí)孔Beta沸石,探究多級(jí)孔Beta沸石的工業(yè)化可行性。所制備的多級(jí)孔Beta沸石具有高的外表面積和豐富的中孔體積,且保留了沸石固有的微孔性質(zhì),已證實(shí)在實(shí)驗(yàn)室和中試規(guī)模下制備的多級(jí)孔Beta沸石具有相似的性質(zhì)。中試規(guī)模的成功制備,證明該制備方法操作簡(jiǎn)易且合成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,因此可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。通過擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)和9,10-二氫蒽的加氫裂化反應(yīng)研究了中試規(guī)模制備的多級(jí)孔Beta沸石的性能。多級(jí)孔Beta沸石中介孔的引入,縮短了吸附質(zhì)分子在沸石中的擴(kuò)散路徑,提高了其擴(kuò)散速率,因此提高了吸附質(zhì)分子的傳質(zhì)速率。9,10-二氫蒽在多級(jí)孔Beta沸石的加氫裂化反應(yīng)表明介孔的引入提高了酸性位的可接近性,提高了產(chǎn)物分子傳質(zhì)速率。將中試規(guī)模制備的多級(jí)孔Beta沸石為載體的催化劑應(yīng)用于工業(yè)模擬的VGO加氫裂化反應(yīng)中,該催化劑因載體中的介孔提高了酸性位的可接近性,因此比參比劑具有更高的活性,具有較高的中間餾分收率。此外,該催化劑的開環(huán)能力提高,致使產(chǎn)品中航空煤油的煙點(diǎn)增加,柴油的凝固點(diǎn)升高和尾油的BMCI值降低。因此,在涉及大分子參與的酸催化反應(yīng)中,多級(jí)孔Beta沸石具有非常大的應(yīng)用潛力。
劉楠[4](2021)在《改性分子篩對(duì)陜北中低溫煤焦油催化裂解特性的影響》文中指出陜北地區(qū)中低溫煤焦油產(chǎn)量豐富。發(fā)展中低溫煤焦油高效轉(zhuǎn)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)低階煤分值高效利用的重要途徑。中低溫煤焦油主要成分為脂肪烴、芳香烴和含氧化合物,且酚類物質(zhì)含量較高。盡管中低溫煤焦油中有機(jī)化合物含量豐富,但由于煤焦油組成極其復(fù)雜、單一化學(xué)品含量低。因此,通過改性分子篩催化裂解優(yōu)化焦油產(chǎn)物分布、探究分子篩對(duì)中低溫煤焦油催化裂解特性的影響,對(duì)實(shí)現(xiàn)中低溫煤焦油中高值化學(xué)品的富集具有重要意義。本文以“改性分子篩對(duì)陜北中低溫煤焦油催化裂解特性的影響”為課題,采取溶液萃取法,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,減壓90°下,切取得輕質(zhì)煤焦油餾分和重質(zhì)煤焦油餾分,在反應(yīng)終溫為800℃下,采用熱裂解氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Py-GC/MS)反應(yīng)裝置,對(duì)改性ZSM-5分子篩進(jìn)行了理化性質(zhì)表征和催化性能評(píng)價(jià),探討了改性ZSM-5分子篩催化劑的金屬活性中心與孔結(jié)構(gòu)分布的協(xié)同催化作用機(jī)制,總結(jié)了催化劑的結(jié)構(gòu)參數(shù)和改性分子篩催化劑用于煤焦油催化產(chǎn)物分布的影響。首先,晶種誘導(dǎo)法合成了硅鋁比為50的ZSM-5(下文中簡(jiǎn)稱Z50)。在此基礎(chǔ)上,采用不同混合堿處理輔助脫硅,制備了一系列介-微孔復(fù)合的多級(jí)孔ZSM-5分子篩,并通過催化劑的形態(tài)和孔結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,多孔分子篩暴露出更多的外表面,由于脫硅作用從而降低了分子篩的硅/鋁比。過度的脫硅作用導(dǎo)致微孔的嚴(yán)重?fù)p失和骨架的一部分塌陷,導(dǎo)致分子篩的催化性能下降。Na OH+PI-ZSM-5沸石輔助的硅化作用在形成了介孔結(jié)構(gòu)的同時(shí)最大限度地保留了微孔結(jié)構(gòu),有利于碳沉積前驅(qū)體的擴(kuò)散和反應(yīng)過程中含氧化合物的大量還原。與其他堿處理的沸石催化劑相比,Na OH+PI-ZSM-5沸石具有更好的抗碳沉積性和芳烴富集性。其次,構(gòu)建金屬/多級(jí)孔活性中心催化體系。利用金屬/多級(jí)孔協(xié)同催化作用,對(duì)ZSM-5分子篩的酸性和孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理調(diào)控。單金屬M(fèi)o負(fù)載的Na OH+PI-Z50分子篩催化條件下,煤焦油(原油/輕油/重油簡(jiǎn)稱為CT/LCTF/HCTF)中總芳烴收率表現(xiàn)最高,分別為33%、34%、48%。雙金屬Ga和Mo改性的多孔級(jí)分子篩,較ZSM-5分子篩催化劑相比,均促進(jìn)了HCTF中熱解產(chǎn)物中芳香烴的生成和酚類物質(zhì)的降低。最后,采用添加尿素的方法制備薄片ZSM-5分子篩,使其合成b軸較短的薄片ZSM-5分子篩(以下簡(jiǎn)稱為S/ZSM-5),并對(duì)其進(jìn)行金屬改性,制備出雙金屬/薄片分子篩。金屬改性的S/ZSM-5是一種雙功能催化劑,有效促進(jìn)了HCTF餾分中苯系物和萘系物的轉(zhuǎn)化,其中苯系物主要增加的為苯、對(duì)二甲苯、甲基萘,在這種催化劑中促進(jìn)了烯烴的齊聚反應(yīng)和芳構(gòu)化反應(yīng)性能,有利于產(chǎn)物分布中芳香烴物質(zhì)的富集。
陳勇[5](2021)在《Pt@silicalite-1限域催化劑及NbS-1分子篩的設(shè)計(jì)、制備和催化性能》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理分子篩對(duì)于許多種小分子反應(yīng)具有較好的催化性能。但是,由于傳統(tǒng)分子篩單一微孔結(jié)構(gòu)對(duì)較大分子傳質(zhì)擴(kuò)散的制約,當(dāng)有大分子參與反應(yīng)時(shí),其在晶體內(nèi)部的擴(kuò)散往往成為催化反應(yīng)的控速步驟,這使得多級(jí)孔分子篩本身即成為分子篩制備領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,將高活性的金屬以特定的結(jié)構(gòu)限域在分子篩的晶粒中,使相應(yīng)金屬借助該限域作用具有強(qiáng)抗燒結(jié)性能,同時(shí)借助分子篩的固有微孔以及引入的中孔實(shí)現(xiàn)反應(yīng)參與物傳質(zhì),成為分子篩制備領(lǐng)域的另一重要研究熱點(diǎn)。對(duì)于分子篩限域金屬所得催化材料,依據(jù)不同反應(yīng),可能需要下述不同的催化劑結(jié)構(gòu):如果反應(yīng)需要借助金屬與分子篩載體之間的相互作用以實(shí)現(xiàn)催化作用,則金屬與分子篩晶體之間在空間上的緊密結(jié)合便成為必需,此時(shí)將活性金屬高度分散地嵌入在分子篩晶體內(nèi)將成為研究者的催化劑設(shè)計(jì)目標(biāo);如果反應(yīng)僅需要金屬表面活性中心更好的可接觸性,而并非金屬與分子篩載體之間的相互作用,則金屬顆粒與分子篩晶體之間在空間上的相對(duì)分離必然效果更好,此時(shí)將金屬高分散在分子篩晶體內(nèi)的多個(gè)空腔中則成為催化劑設(shè)計(jì)的目標(biāo)。當(dāng)然,將雜原子引入沸石分子篩,特別是制備雜原子多級(jí)孔沸石分子篩,同時(shí)實(shí)現(xiàn)在沸石分子篩中引入新活性位和加速反應(yīng)參與物在晶粒內(nèi)部的傳質(zhì),也是分子篩制備領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。對(duì)于NbS-1分子篩合成而言,迄今文獻(xiàn)研究尚存在的問題是,不僅Nb在NbS-1分子篩樣品中引入含量不夠理想,較多非骨架Nb的存在更是難以克服?;谏鲜稣J(rèn)識(shí),本學(xué)位論文的研究目標(biāo)為,在研究給出多級(jí)孔silicalite-1(S-1)分子篩簡(jiǎn)便制備方法的基礎(chǔ)上,通過有效策略,設(shè)計(jì)研究得到將Pt高分散在S-1分子篩晶體中的“嵌入限域型”和“空腔限域型”Pt@S-1催化劑;研究含盡可能多骨架Nb,而不含非骨架Nb的NbS-1分子篩的制備方法。論文研究提出了一種用純四丙基氫氧化銨(TPAOH)溶液,對(duì)微孔S-1分子篩進(jìn)行脫硅處理,制備多級(jí)孔S-1分子篩的方法。用該方法制備多級(jí)孔S-1分子篩,不僅不會(huì)在所得多級(jí)孔S-1分子篩中引入不希望的雜離子,還使所得處理液組成單一,可利用該處理液制備在S-1分子篩晶體中限域Pt的催化劑,這成為下述制備該限域催化劑不可或缺的要素。論文提出了一種在多級(jí)孔S-1中嵌入Pt納米顆粒的更好策略。該策略可以簡(jiǎn)略表述為,使用上述含有硅源的處理液代替TPAOH溶液,抑制S-1的過度溶解。這樣,當(dāng)在Pt(NH3)4(NO3)2存在的條件下制備Pt@S-1時(shí),就可避免在封裝Pt時(shí),出現(xiàn)文獻(xiàn)報(bào)道的“大空腔S-1封裝大粒徑Pt”即所謂的“蛋黃-殼”結(jié)構(gòu)不利結(jié)果。該策略由于在二次結(jié)晶過程中使用含有大量晶核的處理液,做到了將Pt顆粒高分散地嵌入到多級(jí)孔S-1分子篩晶粒中。應(yīng)用該策略,即使對(duì)于制備的含有0.81 wt.%Pt“嵌入型”的Pt@S-1催化劑,Pt的平均粒徑也僅為~3.9 nm。該催化劑在H2中經(jīng)過750℃高溫處理2h后,Pt納米顆粒的平均粒徑僅增加到~4.7nm,在CO氧化和乙烯加氫模型反應(yīng)中,與文獻(xiàn)報(bào)道的“蛋黃-殼”型、負(fù)載型Pt催化劑相比,表現(xiàn)出了顯著高的催化活性。論文研究發(fā)現(xiàn),將粒徑為200-300 nm的微孔S-1分子篩用純TPAOH溶液進(jìn)行溶解處理,可在晶體表面創(chuàng)造出一些“溝壑”以及在晶體內(nèi)部創(chuàng)造出一些中孔。然后,再利用這些具有“溝壑”和中孔結(jié)構(gòu)的多級(jí)孔S-1分子篩為母體,在含有S-1晶核的處理液中再結(jié)晶,可得到含有數(shù)十個(gè)乃至數(shù)百個(gè)小腔的S-1分子篩。在相同條件下,當(dāng)有Pt(NH3)4(NO3)2存在時(shí),則可將Pt納米顆粒封裝在上述諸多小腔內(nèi)。所提出的相應(yīng)機(jī)理為,上述預(yù)處理在S-1分子篩表面形成的“溝壑”和晶粒內(nèi)形成的中孔,可為在該晶粒內(nèi)進(jìn)行的部分溶解和再結(jié)晶過程提供主要的溶解通道,從而實(shí)現(xiàn)多通道溶解和再結(jié)晶,同時(shí)產(chǎn)生由諸多小腔構(gòu)成的S-1空間結(jié)構(gòu)或封裝Pt諸多小腔的S-1空間結(jié)構(gòu)?;谶@一認(rèn)知和方法,甚至可以做到將1.67 wt.%的Pt以平均粒徑~1.3 nm的Pt納米顆粒封裝在S-1的多腔中、將0.73 wt.%的Pt和0.45 wt.%的Sn同時(shí)封裝在S-1的多腔中。相應(yīng)“空腔限域型”Pt@S-1催化劑分別在CO氧化和丙烷脫氫反應(yīng)中,表現(xiàn)出比傳統(tǒng)負(fù)載型Pt/S-1催化劑顯著高的催化性能。論文研究提出,乙醇鈮的快速水解,是導(dǎo)致文獻(xiàn)制備NbS-1分子篩時(shí)形成大量非骨架鈮的根本原因。通過抑制乙醇鈮的快速水解,成功制備得到了幾乎不含非骨架鈮的NbS-1分子篩。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步采用脫硅和溶解-再結(jié)晶法處理相應(yīng)NbS-1分子篩,分別制備得到了多級(jí)孔和多腔中空結(jié)構(gòu)的NbS-1分子篩。此外,還論證提出了用合適波長(zhǎng)激光源的UV Raman光譜,識(shí)別NbS-1中不同結(jié)構(gòu)骨架鈮的方法。
柯濤[6](2021)在《MXene基功能納米材料的合成及對(duì)水中有機(jī)污染物的去除作用》文中研究說明有機(jī)污染廢水種類復(fù)雜多樣,難以治理,合成新型的高效催化劑用于降解水中的有機(jī)污染物被認(rèn)為是一種有效的水污染治理方法。MXenes是一種新型的二維過渡金屬碳化物或氮化物納米材料,具有類似石墨烯(Graphene)的層狀結(jié)構(gòu),擁有較高的載流子遷移速率,優(yōu)異的力學(xué)、光電學(xué)、光熱轉(zhuǎn)換和吸附等性能。MXenes家族中的MXene(Ti3C2)主要由鈦和碳組成,為二氧化鈦和碳基材料復(fù)合提供了一個(gè)很好的天然平臺(tái)。將Ti3C2與合適的窄隙半導(dǎo)體復(fù)合可獲得可見光催化活性,并有助于光生載流子的分離,有效抑制光生電子-空穴的復(fù)合,從而提高催化劑的活性。本文以Ti3C2為原材料合成了具有二元、三元和四元異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的MXene基催化劑,分別研究了它們?cè)谧贤?、可見光催化以及過硫酸鹽(PS)活化等高級(jí)氧化技術(shù)(AOPs)領(lǐng)域的應(yīng)用,揭示了它們?cè)诠獯呋蚧罨^硫酸過程中的電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制以及對(duì)有機(jī)污染物的催化降解機(jī)理,比較了四種材料在兩種實(shí)際地表水樣中對(duì)SMZ的降解性能和研究了四種材料在實(shí)際廢水中的適用性。為水污染治理提供了具有應(yīng)用前景的新材料與技術(shù)。主要研究結(jié)果如下:(1)煅燒異丙胺(iPA)改性的Ti3C2原位合成了二元異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的i N-Ti3C2/TiO2復(fù)合催化劑,其對(duì)水中的亞甲基藍(lán)(MB)具有很好的紫外光催化降解性能。四次循環(huán)使用后對(duì)MB的光催化降解去除率仍超過90%,主要機(jī)理是氮摻雜增強(qiáng)了Ti3C2的導(dǎo)電性能,從而增強(qiáng)了i N-Ti3C2/TiO2的光電化學(xué)性能,有利于光生載流子的分離。紫外光催化產(chǎn)生的·OH是降解MB最主要的活性自由基。(2)在水熱氧化Ti3C2合成的(001)TiO2/Ti3C2表面原位生長(zhǎng)Bi OI,合成了三元異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的Bi OI/(001)TiO2/Ti3C2復(fù)合催化劑(BTT)??梢姽庀?BTT在80 min內(nèi)可完全降解水中的羅丹明B(RhB),且降解效率在四次循環(huán)測(cè)試用中基本不變,主要機(jī)理是BiOI、(001)TiO2和Ti3C2之間形成的p-n和肖特基雙異質(zhì)結(jié)增強(qiáng)了光生電子-空穴的分離效率,促進(jìn)了·O2-的生成和對(duì)Rh B的降解。(3)煅燒Bi(NO3)3·5H2O、尿素和Ti3C2合成了四元異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的Bi2O3/C3N4/TiO2@C復(fù)合催化劑(BCTC)。在溶液初始p H為5和可見光下,BCTC在100 min內(nèi)可完全降解水中的磺胺甲惡唑(SMZ),且降解效率在四次循環(huán)測(cè)試用中基本不變,主要機(jī)理是Bi2O3、C3N4和TiO2之間形成的p-n和type-Ⅱ型雙異質(zhì)結(jié)以及Ti3C2煅燒生成的碳層有效提高了光生電子-空穴的分離效率,促進(jìn)了h+的生成和對(duì)SMZ的可見光催化降解作用。(4)原位煅燒Ti3C2、十六烷基三甲基溴化銨(氮源)和硫粉(硫源)合成了氮和硫共摻雜的N/S-TiO2@C催化劑。在溶液初始p H為7和可見光下,N/S-TiO2@C能夠高效活化PS并在30 min內(nèi)完全降解SMZ,主要機(jī)理是氮和硫共摻雜TiO2使其具有可見光催化活性并延長(zhǎng)了光生電子的壽命;N/S-TiO2@C產(chǎn)生的光生電子可生成·OH和·O2-,同時(shí)還可活化PS生成更高活性的SO4·-;此外,氮和硫共摻雜碳層生成的缺陷可與S2O82-反應(yīng)生成1O2;這些活性自由基共同降解SMZ。(5)本文合成的四種材料與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的材料相比,對(duì)提升四種體系中TiO2、Bi OI、Bi2O3和PS等活性組分的催化性能具有更強(qiáng)的能力。兩種實(shí)際水樣的水質(zhì)參數(shù)差異較大,與超純水相比,均降低了四種材料對(duì)目標(biāo)污染物的降解速率,但污染物的去除率仍在58-81%之間,表明本文合成的四種材料對(duì)處理實(shí)際廢水具有適用性。對(duì)于四種材料體系,N/S-TiO2@C可見光活化PS對(duì)SMZ具有最好的降解性能。
杜雅靜[7](2021)在《基于八乙烯基倍半硅氧烷的雜化多孔聚合物的制備策略及應(yīng)用研究》文中研究說明多孔材料因其在環(huán)境、能源、航空航天以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用成為近年來材料化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展對(duì)材料的應(yīng)用范圍和性能提出了更高要求,這既是多孔材料領(lǐng)域的難點(diǎn),也是其發(fā)展的機(jī)遇所在。因此基于新型多孔材料的設(shè)計(jì)制備及其應(yīng)用探索的研究具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。多面體低聚倍半硅氧烷由于其具有支撐性的納米級(jí)立體籠型結(jié)構(gòu)、多官能度、易于進(jìn)行修飾改性、出色的穩(wěn)定性等特點(diǎn),成為制備雜化納米多孔材料的多功能通用平臺(tái)。得益于以上優(yōu)點(diǎn),基于籠型倍半硅氧烷的雜化多孔材料迅速崛起,成為多孔材料領(lǐng)域一個(gè)重要分支。倍半硅氧烷基雜化多孔材料的制備方式靈活多樣,主要有自由基聚合、Friedel-Crafts反應(yīng)、Heck反應(yīng)、硅氫化反應(yīng)、Click“點(diǎn)擊”反應(yīng),以及共混、摻雜和呼吸圖法等。倍半硅氧烷基多孔材料性能優(yōu)異,具有低密度、高比表面積、優(yōu)異的物理和化學(xué)穩(wěn)定性、良好的生物相容性,以及性能的可調(diào)控性等特點(diǎn),已成功應(yīng)用于水處理、藥物傳輸、傳感、催化、功能涂層等領(lǐng)域。盡管該領(lǐng)域已取得了長(zhǎng)足發(fā)展,但仍存在一定的問題,例如制備方法的高效性、通用性,以及后期材料的可加工性、功能探索和應(yīng)用拓展等值得進(jìn)一步研究。系列倍半硅氧烷基多孔聚合物的成功制備及其構(gòu)效關(guān)系研究取得了長(zhǎng)足發(fā)展的同時(shí),也給該領(lǐng)域帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。鑒于乙烯基官能團(tuán)反應(yīng)的多樣性和靈活性,八乙烯基倍半硅氧烷(OVS),作為籠型倍半硅氧烷的典型代表,易于制備且極為穩(wěn)定,無論是其衍生物的設(shè)計(jì)合成還是作為基本的構(gòu)筑單體來制備雜化多孔聚合物,均有多種合成方法可供選擇。因此,對(duì)基于八乙烯基倍半硅氧烷的多孔材料的制備方式及潛在應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)、深入研究,可以豐富倍半硅氧烷科學(xué),促進(jìn)倍半硅氧烷材料的普及和生產(chǎn)應(yīng)用,具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值。本論文選擇八乙烯基倍半硅氧烷為研究對(duì)象,探索不同的合成策略來制備倍半硅氧烷基雜化多孔材料,并進(jìn)一步研究所制備材料的構(gòu)效關(guān)系和潛在應(yīng)用。本論文的主要內(nèi)容如下:第一章,簡(jiǎn)要介紹了籠型倍半硅氧烷概念及其性能特點(diǎn),總結(jié)了基于八乙烯基倍半硅氧烷多孔材料的制備方法及應(yīng)用進(jìn)展,最后闡述了本論文選題的研究意義及內(nèi)容。第二章,發(fā)展了八乙烯基倍半硅氧烷通過三氯化鋁(AlCl3)引發(fā)陽離子聚合制備多孔聚合物的新方法,這是首次利用陽離子聚合來制備倍半硅氧烷基多孔材料。探討了反應(yīng)時(shí)間、溫度和溶劑對(duì)聚合過程以及孔結(jié)構(gòu)形成的影響,在比表面積為230~620 m2 g-1的范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多孔材料的孔性能的調(diào)控。此外,還通過環(huán)氧化實(shí)現(xiàn)了對(duì)所得材料后功能化,并探討了這些聚合物作為二氧化碳吸附劑(最高達(dá)0.98 mmol g-1)的應(yīng)用潛力。第三章,八乙烯基倍半硅氧烷和1,1,2,3,4,5-六苯基噻咯通過Friedel-Crafts反應(yīng)成功合成了六苯基噻咯功能化的倍半硅氧烷基雜化多孔材料。所得材料具有超高的比表面積,最高可達(dá)1144 cm2 g-1,微孔中孔并存的孔徑分布,以及良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的熒光性能。此外,我們探索了該材料作為熒光傳感器在金屬離子檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用,該材料對(duì)Fe3+、Ru3+和Cu2+表現(xiàn)出快速響應(yīng)性、良好的選擇性和靈敏性。這些結(jié)果表明了倍半硅氧烷基雜化熒光多孔材料在金屬離子檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用可行性。第四章,首次利用梯型結(jié)構(gòu)的硅氧烷單體和籠型結(jié)構(gòu)的八乙烯基倍半硅氧烷通過Friedel-Crafts反應(yīng)成功制備了兩種新型倍半硅氧烷基雜化多孔聚合物。所得材料具有良好的熱穩(wěn)定性,比表面積可達(dá)1273 m2 g-1。該納米多孔材料對(duì)水中染料和金屬離子表現(xiàn)出良好的吸附能力,對(duì)剛果紅的吸附容量可達(dá)1883 mg g-1,對(duì)Pb2+的吸附容量可達(dá)301 mg g-1;且具有良好的結(jié)構(gòu)、性能穩(wěn)定性和再生性能,5次循環(huán)使用后吸附能力仍然十分優(yōu)異。第五章,以溴化噻吩或溴苯取代的三嗪?jiǎn)误w和八乙烯基倍半硅氧為原料通過Heck反應(yīng)合成了一系列三嗪功能化的倍半硅氧烷基雜化多功能多孔材料,所得材料兼具多孔性、可調(diào)節(jié)的熒光性能、高穩(wěn)定性和高效的光催化性能。在不添加氧化劑和pH調(diào)節(jié)的情況下,該材料對(duì)酸性和堿性染料(臧紅T、剛果紅、羅丹明B和亞甲基藍(lán))均表現(xiàn)出高效的光催化降解能力。此外,材料對(duì)Pb2+的表現(xiàn)出較高的吸附能力(324 mg g-1),同時(shí),其可調(diào)節(jié)的熒光性能也成功應(yīng)用于硝基芳烴的檢測(cè),并表現(xiàn)出較好的檢測(cè)選擇性和靈敏度。這項(xiàng)工作為高活性、無金屬的光催化劑以及多功能倍半硅氧烷基多孔材料的設(shè)計(jì)合成提供了新的思路,為其在環(huán)境修復(fù)、能量轉(zhuǎn)換和傳感檢測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了實(shí)驗(yàn)支持和理論依據(jù)。
辛建平[8](2021)在《過渡金屬化合物的功能導(dǎo)向性設(shè)計(jì)及其電化學(xué)性能研究》文中研究表明開發(fā)新型清潔可再生能源來取代對(duì)化石能源的依賴是應(yīng)對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的一種重要解決途徑。在眾多能源解決方案中,氫氣憑借其高能量密度以及環(huán)境友好性已經(jīng)被視為一種高效且清潔的新型能源載體。探索開發(fā)可持續(xù)的制氫技術(shù)對(duì)氫能源的發(fā)展至關(guān)重要。電解水技術(shù)由于其高效、環(huán)保以及可持續(xù)的特點(diǎn)已經(jīng)成為眾多制氫途徑中一個(gè)重要的研究方向,并展現(xiàn)出巨大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。設(shè)計(jì)開發(fā)低成本、高效且穩(wěn)定的電催化劑取代貴金屬催化劑是電解水技術(shù)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。其中,過渡金屬化合物由于其高效的催化活性以及低廉的成本已經(jīng)受到了廣泛的關(guān)注,其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)和物理學(xué)性質(zhì)為開發(fā)新型電催化劑奠定了基礎(chǔ),也為電催化劑材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略的探究提供了一個(gè)開拓的平臺(tái)。本論文通過對(duì)電化學(xué)水分解性能制約因素的分析,進(jìn)行過渡金屬化合物的功能導(dǎo)向性設(shè)計(jì),從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及電子結(jié)構(gòu)的調(diào)控,進(jìn)而追求更加高效的電催化分解水性能。作者通過形貌調(diào)控、元素?fù)诫s、界面工程以及與高導(dǎo)電基底復(fù)合等多種方法,對(duì)過渡金屬化合物進(jìn)行了導(dǎo)向性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)電催化水分解性能的優(yōu)化提升,制備得到了一系列具有高催化活性的過渡金屬電催化劑。本文中探究的過渡金屬化合物功能導(dǎo)向性設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略為未來高效電催化劑的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供新的思路和可行的途徑。本論文主要包括以下幾方面的內(nèi)容:基于對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電子結(jié)構(gòu)調(diào)控的認(rèn)知,作者通過聚合反應(yīng)和碳熱還原方法設(shè)計(jì)并制備了鎢摻雜碳化鉬與氮磷摻雜碳雜化的納米球電催化劑。球狀納米形貌和碳雜化結(jié)構(gòu)賦予了催化劑獨(dú)特的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì),使其具有大量的活性位點(diǎn)和良好的導(dǎo)電性,從而賦予催化劑優(yōu)異的電催化析氫反應(yīng)催化活性。通過電化學(xué)性能測(cè)試和理論計(jì)算分析相結(jié)合的方式系統(tǒng)地探究了鎢元素?fù)诫s對(duì)碳化鉬析氫反應(yīng)性能的影響,結(jié)果表明鎢元素?fù)诫s通過調(diào)控電子結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了電子態(tài)密度的增加以及氫吸附能的優(yōu)化,從而導(dǎo)致了電催化劑導(dǎo)電性的提高和本征活性的提升,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)碳化鉬電催化劑析氫反應(yīng)催化活性的提升。經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和電子結(jié)構(gòu)調(diào)控的碳化鉬鎢電催化劑驅(qū)動(dòng)10 mAcm-2電流密度所需的過電位僅為133 mV,同時(shí)展現(xiàn)出較小的塔菲爾斜率(65 mV dec-1)和良好的電化學(xué)穩(wěn)定性。這種雜化納米球結(jié)構(gòu)的合成方法以及元素?fù)诫s的調(diào)控手段為未來高效電催化劑的功能導(dǎo)向性設(shè)計(jì)開發(fā)提供了可行的參考?;趯?duì)活性位點(diǎn)和導(dǎo)電性協(xié)同調(diào)控的理解,作者通過溫和的一步電沉積在高導(dǎo)電性泡沫鎳基底上制備了垂直生長(zhǎng)的新型亞硒酸鎳鈷納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)催化劑。多孔的納米網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有更大的比表面積以及暢通的離子滲透通道,有利于更多活性位點(diǎn)的暴露和反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行。納米網(wǎng)交聯(lián)的結(jié)構(gòu)為催化劑內(nèi)部電子轉(zhuǎn)移提供了可行的途徑,高導(dǎo)電性泡沫鎳基底有助于提升電極和催化劑之間的電荷傳輸,從而共同確保了催化反應(yīng)過程中快速的電子轉(zhuǎn)移。多級(jí)多孔結(jié)構(gòu)為催化反應(yīng)過程中催化劑的體積變化和氣體釋放提供了足夠的緩沖空間和可行的通行路徑,賦予了催化劑良好的電化學(xué)穩(wěn)定性。此外,電化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究和理論計(jì)算分析表明,鎳鈷雙金屬協(xié)同效應(yīng)有效減小電催化劑的帶隙,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電性的提高,從而導(dǎo)致析氧反應(yīng)催化活性的提升。活性位點(diǎn)和導(dǎo)電性協(xié)同優(yōu)化的新型亞硒酸鎳鈷電催化劑展現(xiàn)出卓越的析氧反應(yīng)催化活性和優(yōu)異的穩(wěn)定性。這種活性位點(diǎn)和導(dǎo)電性協(xié)同調(diào)控的優(yōu)化策略對(duì)新型高效電催化劑的開發(fā)具有重要的借鑒意義?;趯?duì)結(jié)構(gòu)調(diào)控和界面效應(yīng)的探索,作者通過連續(xù)電沉積和高溫煅燒的方法制備了垂直生長(zhǎng)在碳布上的氮摻雜碳納米棒和磷化鎳鈷的復(fù)合材料。氮摻雜碳納米棒的引入通過增大金屬磷化物的分散性實(shí)現(xiàn)更多活性位點(diǎn)的暴露,通過構(gòu)建高導(dǎo)電的電子快速轉(zhuǎn)移通道促進(jìn)催化反應(yīng)過程中的電子轉(zhuǎn)移,這種用氮摻雜碳納米棒支撐的結(jié)構(gòu)調(diào)控手段同時(shí)實(shí)現(xiàn)了活性位點(diǎn)數(shù)目的增加和導(dǎo)電性的提升。此外,氮摻雜碳納米棒與磷化鎳鈷之間構(gòu)建的界面效應(yīng)有效調(diào)控了催化劑表面氫結(jié)合強(qiáng)度,從而實(shí)現(xiàn)催化劑本征活性的提高。經(jīng)過結(jié)構(gòu)調(diào)控以及有效界面構(gòu)建的復(fù)合電催化劑展現(xiàn)出優(yōu)異的析氫和析氧反應(yīng)催化活性,全分解水性能測(cè)試驅(qū)動(dòng)10 mA cm-2電流密度所需的電壓僅為1.62V,同時(shí)展現(xiàn)出良好的電化學(xué)穩(wěn)定性。這種氮摻雜碳納米棒支撐的結(jié)構(gòu)調(diào)控手段以及有效界面構(gòu)建的優(yōu)化策略為未來高效電催化劑的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了可行的途徑。作者利用多種結(jié)構(gòu)優(yōu)化手段對(duì)過渡金屬化合物進(jìn)行功能導(dǎo)向性設(shè)計(jì)與調(diào)控,實(shí)現(xiàn)電催化劑活性位點(diǎn)數(shù)目的增加以及導(dǎo)電性的提升,進(jìn)而提高電催化劑催化反應(yīng)活性。探究開發(fā)的功能導(dǎo)向性優(yōu)化策略為未來高效電催化劑的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了可行參考和理論指導(dǎo)。經(jīng)過功能導(dǎo)向性調(diào)控制備得到的電催化劑展現(xiàn)出高效的催化活性和良好的穩(wěn)定性,有望成為貴金屬電催化劑的高效替代者,為電解水技術(shù)的發(fā)展提供了可行的催化劑供給。
孫啟瑋[9](2021)在《二硫化鉬與大洋黏土復(fù)合催化劑的制備及其光催化和催化加氫性能研究》文中認(rèn)為隨著社會(huì)的飛速發(fā)展,人類所面臨的環(huán)境問題日益嚴(yán)峻,傳統(tǒng)的物理和化學(xué)處理方法所帶來的諸多負(fù)面作用使得尋找高效、綠色的解決方法成為了一個(gè)研究重點(diǎn)。因此,越來越多的光催化劑和化學(xué)催化劑受到了廣泛的關(guān)注,并逐漸被應(yīng)用于環(huán)保領(lǐng)域。二硫化鉬(MoS2)便是其中之一,由于二硫化鉬自身的半導(dǎo)體性質(zhì)以及其良好的二維層狀結(jié)構(gòu),近些年來被逐漸應(yīng)用于光催化領(lǐng)域。同時(shí),二硫化鉬也具有一定的化學(xué)催化活性,在石油相關(guān)產(chǎn)業(yè)的加氫脫硫領(lǐng)域中也有較為廣泛的應(yīng)用。然而,純二硫化鉬自身的催化性能并不是非常優(yōu)異,因此,如何提升二硫化鉬作為環(huán)境催化劑的催化性能成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)。將二硫化鉬與某些材料進(jìn)行復(fù)合可以在一定程度上降低二硫化鉬納米片的團(tuán)聚,暴露更多的活性位點(diǎn),或者減少二硫化鉬納米片的堆疊層數(shù),提升其對(duì)光的利用效率,從而達(dá)到提升二硫化鉬自身催化性能的目的??紤]到大洋黏土自身的高結(jié)構(gòu)活性、強(qiáng)吸附性以及親水性,本文將二硫化鉬與大洋黏土復(fù)合,制備了復(fù)合催化劑,并對(duì)其光催化性能和催化加氫性能進(jìn)行了研究并給出了相應(yīng)的機(jī)理解釋。首先,本文通過一步水熱法制備了2H相二硫化鉬與大洋黏土的復(fù)合物(2H-MoS2/PC),并對(duì)其在光催化降解抗生素和光催化殺菌方面的性能進(jìn)行了研究。其中,2H-MoS2/PC樣品在光催化降解鹽酸四環(huán)素的實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了76.82%的降解率,遠(yuǎn)高于純二硫化鉬的30.28%的降解率。在光催化殺滅大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)中,2H-MoS2/PC在18 h內(nèi)表現(xiàn)出了高達(dá)99.95%的殺菌率,比純二硫化鉬在同等條件下的61.87%的殺菌率有較大提升。研究表明,2H-MoS2/PC具有更高的光催化性能主要得益于以下三點(diǎn):(1)大洋黏土在水熱反應(yīng)過程中發(fā)生了結(jié)晶,生成了伊/蒙混層礦物,伊/蒙混層中數(shù)量增多的羥基通過靜電作用降低了光生載流子的復(fù)合率。(2)2H-MoS2/PC呈現(xiàn)出伊/蒙混層與二硫化鉬共生長(zhǎng)的特殊結(jié)構(gòu),共生長(zhǎng)有效地抑制了二硫化鉬納米片的生長(zhǎng),導(dǎo)致其橫向尺寸變小,有利于光生電子空穴對(duì)擴(kuò)散至邊緣并完成分離。(3)大洋黏土極好的親水性顯著改善了二硫化鉬的疏水性,有利于其在液相體系中的應(yīng)用。之后,本文通過一步水熱法制備了1T相二硫化鉬與大洋黏土的復(fù)合物(1T-MoS2/PC),并對(duì)其在催化對(duì)硝基苯酚(4-NP)與硼氫化鈉的加氫反應(yīng)方面的性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,在與大洋黏土復(fù)合后,1T相和2H相二硫化鉬的催化加氫性能都表現(xiàn)出了一定程度的提升,對(duì)4-NP的催化加氫性能測(cè)試結(jié)果表明,1T-MoS2/PC的催化加氫性能為96.87%,同等條件下,2H-MoS2/PC的催化加氫性能為94.67%??梢悦黠@看出,不論是純1T相二硫化鉬還是1T-MoS2/PC,其催化加氫性能都稍優(yōu)于純2H相二硫化鉬及2H-MoS2/PC。同時(shí),本文對(duì)1T-MoS2/PC的催化加氫性能的部分影響因素也進(jìn)行了探究,并優(yōu)選出了最優(yōu)條件。研究表明,1T-MoS2/PC具有更高的催化加氫性能主要?dú)w因于以下三點(diǎn):(1)大洋黏土的存在使得二硫化鉬納米片的團(tuán)聚現(xiàn)象明顯減少,因此二硫化鉬納米片得以暴露出了更多的活性位點(diǎn)。(2)大洋黏土的親水性有利于具有疏水性的二硫化鉬在液相體系中的應(yīng)用。
李銀[10](2020)在《新型低成本超高交聯(lián)聚合物的制備及其對(duì)VOCs的吸附性能研究》文中提出揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds,VOCs)的防控已成為當(dāng)前大氣污染治理的重點(diǎn)。吸附是應(yīng)用最廣泛的VOCs治理技術(shù),該技術(shù)的關(guān)鍵是吸附材料?;钚蕴恳騼r(jià)格便宜而成為最主流的吸附材料,但其疏水性差、脫附效率低。基于此,低成本疏水性吸附材料的開發(fā),為市場(chǎng)所迫切需要。本文以氯代異丁烯(MAC)為單體,對(duì)二乙烯基苯(DVB)為交聯(lián)劑,制備了一種新型低成本超高交聯(lián)聚合物(MAC-DVB樹脂),比表面積高達(dá)1292 m2/g。該樹脂的正交優(yōu)化條件如下:單體(MAC/DVB/甲苯)質(zhì)量比1:2:1,溶脹16 h,后交聯(lián)12 h,催化劑和溶脹劑的用量分別為前交聯(lián)樹脂質(zhì)量的14%和6倍。本文探究了MAC-DVB樹脂對(duì)甲苯的靜態(tài)吸附能力以及高濕度下的動(dòng)態(tài)吸附行為。結(jié)果表明:MAC-DVB樹脂對(duì)甲苯的靜態(tài)飽和吸附量高達(dá)0.7245 g/g,分別是LX-Ⅱ樹脂的1.44倍、HG-2樹脂的2.75倍、普通活性炭的1.71倍、ZSM-5分子篩的4.06倍;MAC-DVB樹脂在高濕度下的動(dòng)態(tài)飽和吸附量幾乎沒有減少;動(dòng)態(tài)吸附過程中,隨著氣體濃度(200 ppm、160 ppm和120 ppm)的減小和氣體流速(240 m L/min、200 m L/min和160 m L/min)的減緩,MAC-DVB樹脂對(duì)高濕度甲苯的透過吸附時(shí)間均延長(zhǎng)。本文進(jìn)一步探討了MAC-DVB樹脂的再生性能,考察了不同脫附方式、脫附溫度、脫附時(shí)間對(duì)脫附效率的影響。結(jié)果表明:熱脫附和真空脫附對(duì)MAC-DVB樹脂均有較好的再生效果,后者更佳;真空脫附效率隨脫附溫度、脫附時(shí)間的增加而增加;依據(jù)較佳再生條件(110℃真空脫附30 min),MAC-DVB樹脂可循環(huán)使用至少6次以上。綜上,本文探究了MAC-DVB樹脂的正交優(yōu)化條件(孔結(jié)構(gòu)調(diào)控參數(shù))、吸附特性(靜態(tài)吸附能力、動(dòng)態(tài)吸附行為)和再生性能(再生條件、循環(huán)使用次數(shù))。
二、鉬-中孔催化劑的合成及性能研究(論文開題報(bào)告)
(1)論文研究背景及目的
此處內(nèi)容要求:
首先簡(jiǎn)單簡(jiǎn)介論文所研究問題的基本概念和背景,再而簡(jiǎn)單明了地指出論文所要研究解決的具體問題,并提出你的論文準(zhǔn)備的觀點(diǎn)或解決方法。
寫法范例:
本文主要提出一款精簡(jiǎn)64位RISC處理器存儲(chǔ)管理單元結(jié)構(gòu)并詳細(xì)分析其設(shè)計(jì)過程。在該MMU結(jié)構(gòu)中,TLB采用叁個(gè)分離的TLB,TLB采用基于內(nèi)容查找的相聯(lián)存儲(chǔ)器并行查找,支持粗粒度為64KB和細(xì)粒度為4KB兩種頁面大小,采用多級(jí)分層頁表結(jié)構(gòu)映射地址空間,并詳細(xì)論述了四級(jí)頁表轉(zhuǎn)換過程,TLB結(jié)構(gòu)組織等。該MMU結(jié)構(gòu)將作為該處理器存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要組成部分。
(2)本文研究方法
調(diào)查法:該方法是有目的、有系統(tǒng)的搜集有關(guān)研究對(duì)象的具體信息。
觀察法:用自己的感官和輔助工具直接觀察研究對(duì)象從而得到有關(guān)信息。
實(shí)驗(yàn)法:通過主支變革、控制研究對(duì)象來發(fā)現(xiàn)與確認(rèn)事物間的因果關(guān)系。
文獻(xiàn)研究法:通過調(diào)查文獻(xiàn)來獲得資料,從而全面的、正確的了解掌握研究方法。
實(shí)證研究法:依據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論和實(shí)踐的需要提出設(shè)計(jì)。
定性分析法:對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行“質(zhì)”的方面的研究,這個(gè)方法需要計(jì)算的數(shù)據(jù)較少。
定量分析法:通過具體的數(shù)字,使人們對(duì)研究對(duì)象的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步精確化。
跨學(xué)科研究法:運(yùn)用多學(xué)科的理論、方法和成果從整體上對(duì)某一課題進(jìn)行研究。
功能分析法:這是社會(huì)科學(xué)用來分析社會(huì)現(xiàn)象的一種方法,從某一功能出發(fā)研究多個(gè)方面的影響。
模擬法:通過創(chuàng)設(shè)一個(gè)與原型相似的模型來間接研究原型某種特性的一種形容方法。
三、鉬-中孔催化劑的合成及性能研究(論文提綱范文)
(1)鉬系生物基含氧化合物常壓加氫脫氧催化劑構(gòu)建及應(yīng)用(論文提綱范文)
摘要 |
abstract |
第一章 緒論 |
1.1 引言 |
1.2 生物質(zhì)資源及利用 |
1.2.1 生物質(zhì)及生物油簡(jiǎn)介 |
1.2.2 生物油提質(zhì) |
1.2.3 不同類型生物油模型物加氫脫氧 |
1.3 鉬系催化劑 |
1.3.1 鉬基硫化物催化劑 |
1.3.2 氧化鉬催化劑 |
1.3.3 其他鉬系催化劑 |
1.4 生物基含氧化合物的加氫脫氧研究進(jìn)展 |
1.4.1 高氫壓加氫脫氧研究進(jìn)展 |
1.4.2 低氫壓加氫脫氧研究進(jìn)展 |
1.5 本論文研究思路和內(nèi)容 |
1.5.1 本論文研究思路 |
1.5.2 本論文研究?jī)?nèi)容 |
第二章 實(shí)驗(yàn)部分 |
2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑及儀器 |
2.2 催化劑制備 |
2.2.1 Mo-ZSM-5 催化劑的制備 |
2.2.2 其他鉬系催化劑的制備 |
2.2.3 催化劑預(yù)還原 |
2.3 催化劑表征 |
2.3.1 X射線衍射分析(XRD) |
2.3.2 X射線光電子能譜分析(XPS) |
2.3.3 氫氣程序升溫還原(H_2-TPR) |
2.3.4 掃描電鏡分析(SEM) |
2.3.5 透射電鏡分析(TEM) |
2.4 催化性能評(píng)價(jià)及產(chǎn)物分析 |
2.4.1 氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用(GC/MS)分析 |
2.4.2 全二維氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用(GC×GC/MS)分析 |
第三章 鉬基常壓加氫脫氧催化劑可控構(gòu)建及構(gòu)效關(guān)系 |
3.1 引言 |
3.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
3.3 催化劑表征分析 |
3.3.1 MoO_3催化劑表征分析 |
3.3.2 MoO_3/金屬氧化物催化劑表征分析 |
3.3.3 MoO_3/沸石分子篩催化劑表征分析 |
3.3.4 Mo-ZSM-5 催化劑表征分析 |
3.4 結(jié)果討論 |
3.5 本章小結(jié) |
第四章 生物油/重油共裂化汽油常壓加氫脫氧研究 |
4.1 引言 |
4.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
4.3 鉬系催化劑對(duì)4-丙基酚的常壓加氫脫氧反應(yīng)研究 |
4.3.1 催化劑的XRD表征分析 |
4.3.2 催化劑的XPS表征分析 |
4.3.3 催化劑的性能研究 |
4.4 鉬系催化劑對(duì)4 丙基酚和2-環(huán)戊烯-1-酮的常壓加氫脫氧反應(yīng)研究 |
4.4.1 催化劑的XRD表征分析 |
4.4.2 催化劑的XPS表征分析 |
4.4.3 催化劑的性能研究 |
4.5 鉬系催化劑對(duì)2-環(huán)戊烯-1-酮的常壓加氫脫氧反應(yīng)研究 |
4.5.1 催化劑的XRD表征分析 |
4.5.2 催化劑的XPS表征分析 |
4.5.3 催化劑的性能研究 |
4.6 構(gòu)建“O-Zorb”脫氧工藝 |
4.7 小結(jié) |
第五章 生物質(zhì)利用過程中酚類化合物加氫脫氧研究 |
5.1 引言 |
5.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
5.3 MoO_3催化劑對(duì)丁香酚的常壓加氫脫氧反應(yīng)研究 |
5.3.1 催化劑的XRD表征分析 |
5.3.2 催化劑的XPS表征分析 |
5.3.3 催化劑的性能研究 |
5.4 MoO_3催化劑對(duì)生物油品的常壓加氫脫氧反應(yīng)研究 |
5.4.1 MoO_3催化劑對(duì)分級(jí)萃取生物油的性能研究 |
5.4.2 MoO_3催化劑對(duì)木質(zhì)素油的性能研究 |
5.5 結(jié)果與討論 |
5.6 小結(jié) |
第六章 鉬系催化劑上腰果酚加氫脫氧制備生物基長(zhǎng)鏈烷基苯的研究 |
6.1 引言 |
6.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
6.3 MoO_3/TiO_2對(duì)腰果酚的常壓加氫脫氧反應(yīng)研究 |
6.3.1 催化劑的XRD表征分析 |
6.3.2 催化劑的XPS表征分析 |
6.3.3 催化劑的性能研究 |
6.4 MoO_3/ZrO_2對(duì)腰果酚的常壓加氫脫氧反應(yīng)研究 |
6.4.1 催化劑的XRD表征分析 |
6.4.2 催化劑的XPS表征分析 |
6.4.3 催化劑的性能分析 |
6.5 工藝設(shè)計(jì) |
6.6 結(jié)果討論 |
6.7 小結(jié) |
第七章 結(jié)論與展望 |
7.1 論文結(jié)論 |
7.2 論文創(chuàng)新點(diǎn) |
7.3 工作展望 |
參考文獻(xiàn) |
致謝 |
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 |
作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介 |
附件 |
(2)摻雜多孔碳基非貴金屬電催化劑的設(shè)計(jì)及性能調(diào)控研究(論文提綱范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 緒論 |
1.1 引言 |
1.2 電化學(xué)能量轉(zhuǎn)化裝置 |
1.2.1 質(zhì)子交換膜燃料電池簡(jiǎn)介 |
1.2.2 鋅-空氣電池簡(jiǎn)介 |
1.3 氧還原和析氧反應(yīng)催化劑研究進(jìn)展 |
1.3.1 氧還原反應(yīng)機(jī)理 |
1.3.2 貴金屬氧還原催化劑研究進(jìn)展 |
1.3.3 非貴金屬氧還原催化劑研究進(jìn)展 |
1.3.4 析氧反應(yīng)機(jī)理 |
1.3.5 貴金屬析氧催化劑研究進(jìn)展 |
1.3.6 非貴金屬析氧催化劑研究進(jìn)展 |
1.3.7 氧電雙功能催化劑研究進(jìn)展 |
1.4 本課題的選題意義和主要研究?jī)?nèi)容 |
1.4.1 本課題的選題意義 |
1.4.2 本論文的主要研究?jī)?nèi)容 |
第二章 單原子Fe-N-C納米球作為高效的非貴金屬雙功能氧電催化劑 |
2.1 引言 |
2.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
2.2.1 實(shí)驗(yàn)所需藥品 |
2.2.2 Fe-N-C催化劑的合成 |
2.2.3 材料制備和表征所用到的儀器設(shè)備 |
2.2.4 電化學(xué)活性測(cè)試方法 |
2.3 結(jié)果與討論 |
2.3.1 Fe-N-C納米球材料的合成與結(jié)構(gòu)分析 |
2.3.2.Fe-N-C納米球催化劑的ORR和OER的催化性能分析 |
2.3.3 Fe-N-C納米球催化劑活性位點(diǎn)的探究 |
2.4 本章小結(jié) |
第三章 高效Co-N-C多功能電催化劑用于水分解和氧還原反應(yīng) |
3.1 引言 |
3.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
3.2.1 實(shí)驗(yàn)所需藥品 |
3.2.2 Co-N-C催化劑的合成 |
3.2.3 物理表征儀器和方法 |
3.2.4 電化學(xué)表征方法 |
3.3 結(jié)果與討論 |
3.3.1 Co-N-C催化劑的合成與特性分析 |
3.3.2 Co-N-C催化劑的水裂解和ORR催化性能分析 |
3.3.3 Co-N-C水分解和ORR催化劑活性位點(diǎn)的探究 |
3.4 本章小結(jié) |
第四章 Co@Fe-N-C材料作為鋅-空氣電池的高效氧還原電催化劑的研究 |
4.1 引言 |
4.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
4.2.1 實(shí)驗(yàn)所需藥品 |
4.2.2 Fe_xCo_yNC催化劑的合成 |
4.2.3 物理表征儀器設(shè)備 |
4.2.4 電化學(xué)測(cè)試方法 |
4.2.5 自制鋅-空氣電池測(cè)試 |
4.2.6 密度泛函理論DFT計(jì)算方法及其所用軟件 |
4.3 結(jié)果與討論 |
4.3.1 Fe_xCo_yNC催化劑的制備和物理結(jié)構(gòu)特性表征分析 |
4.3.2 Fe_xCo_yNC樣品的ORR活性和堿性鋅-空電池性能分析 |
4.3.3 Fe_xCo_yNC催化劑活性來源的理論計(jì)算分析 |
4.4 本章小結(jié) |
第五章 N,S 共摻雜石墨碳包裹Co_9S_8納米顆粒作為可充放鋅-空氣電池雙功能氧電催化劑 |
5.1 引言 |
5.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
5.2.1 實(shí)驗(yàn)所需藥品 |
5.2.2 催化劑的制備 |
5.2.3 物理表征儀器設(shè)備 |
5.2.4 電化學(xué)測(cè)試方法 |
5.2.5 自制鋅空氣電池測(cè)試 |
5.2.6 密度泛函理論DFT計(jì)算方法及其所用軟件 |
5.3 結(jié)果與討論 |
5.3.1 Co_9S_8@N,S-C催化劑的合成及理化表征分析 |
5.3.2 Co_9S_8@N,S-C催化劑電化學(xué)活性分析 |
5.3.3 Co_9S_8@N,S-C催化劑活性的理論計(jì)算分析 |
5.4 本章小結(jié) |
第六章 無金屬N,S共摻雜碳材料作為可充電鋅-空氣電池高效雙功能氧電催化劑 |
6.1 引言 |
6.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
6.2.1 實(shí)驗(yàn)所需藥品 |
6.2.2 N、S共摻雜碳的制備 |
6.2.3 物理表征儀器和方法 |
6.2.4 電化學(xué)測(cè)量方法 |
6.2.5 自制鋅空氣電池的制作和測(cè)試方法 |
6.2.6 密度泛函理論計(jì)算方法 |
6.3 結(jié)果與討論 |
6.3.1 NS-C催化劑的合成與結(jié)構(gòu)分析 |
6.3.2 ORR、OER和鋅-空氣電池的電化學(xué)性能分析 |
6.3.3 DFT計(jì)算闡明N、S 共摻雜碳的ORR/OER活性位點(diǎn) |
6.4 本章小結(jié) |
第七章 結(jié)論與展望 |
7.1 結(jié)論 |
7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) |
7.3 展望 |
參考文獻(xiàn) |
致謝 |
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文專利情況 |
(3)多級(jí)孔Beta沸石 ——從小試到中試(論文提綱范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文獻(xiàn)綜述 |
1.1 沸石 |
1.1.1 沸石的定義 |
1.1.2 沸石的結(jié)構(gòu)及特性 |
1.1.3 沸石催化劑的特性及應(yīng)用 |
1.2 多級(jí)孔沸石 |
1.2.1 多級(jí)孔沸石的類型 |
1.2.2 多級(jí)孔沸石較常規(guī)沸石的優(yōu)勢(shì) |
1.2.3 多級(jí)孔沸石的制備方法 |
1.2.4 CTAB在沸石合成中的作用 |
1.2.5 多級(jí)孔沸石的規(guī)?;苽洮F(xiàn)狀 |
1.3 Beta沸石 |
1.3.1 Beta沸石的結(jié)構(gòu)及特性 |
1.3.2 Beta沸石的合成及應(yīng)用 |
1.3.3 Beta沸石在催化反應(yīng)中的應(yīng)用 |
1.4 多級(jí)孔Beta沸石 |
1.4.1 多級(jí)孔Beta沸石的合成 |
1.4.2 多級(jí)孔Beta沸石的性能及應(yīng)用 |
1.4.3 多級(jí)孔Beta沸石催化劑的特性 |
1.5 沸石酸性的表征方法 |
1.5.1 程序溫度脫附法(TPD) |
1.5.2 紅外法(IR) |
1.5.3 固體核磁 |
1.5.4 模型分子反應(yīng)法 |
1.6 沸石規(guī)?;苽涞臈l件 |
1.7 重油加氫裂化沸石催化劑的發(fā)展 |
1.8 選題目的與意義 |
1.9 研究?jī)?nèi)容 |
第2章 實(shí)驗(yàn)部分 |
2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器設(shè)備 |
2.1.1 原料與試劑 |
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備 |
2.2 沸石的合成 |
2.2.1 Beta沸石的合成 |
2.2.2 多級(jí)孔Beta沸石的合成 |
2.2.3 多級(jí)孔Beta沸石的規(guī)?;铣?/td> |
2.2.4 催化劑的制備 |
2.3 材料表征方法 |
2.3.1 X-射線粉末衍射 |
2.3.2 低溫氣體吸附/脫附 |
2.3.3 傅里葉變換紅外光譜 |
2.3.4 掃描電子顯微鏡 |
2.3.5 透射電子顯微鏡 |
2.3.6 熱重 |
2.3.7 X射線熒光光譜 |
2.3.8 表面張力 |
2.4 酸性表征 |
2.4.1 氨程序升溫脫附 |
2.4.2 吡啶吸附/脫附紅外光譜 |
2.4.3 固體核磁共振 |
2.4.4 甲基環(huán)己烷轉(zhuǎn)化 |
2.4.5 均三甲苯催化轉(zhuǎn)化 |
2.4.6 三異丙苯裂解反應(yīng) |
2.5 吸附/脫附實(shí)驗(yàn) |
2.5.1 吸附實(shí)驗(yàn) |
2.5.2 ZLC脫附 |
2.6 催化反應(yīng) |
2.6.1 9,10-二氫蒽加氫裂化反應(yīng) |
2.6.2 VGO加氫裂化 |
第3章 以表面活性劑為模板合成多級(jí)孔Beta沸石 |
3.1 以非離子型表面活性劑為模板合成Beta沸石 |
3.2 以CTAB為模板合成Beta沸石的方法及影響因素 |
3.2.1 合成方法建立 |
3.2.2 影響因素考察 |
3.3 不同鏈長(zhǎng)的烷基三甲基溴化銨合成Beta沸石 |
3.4 小結(jié) |
第4章 CTAB在多級(jí)孔Beta沸石晶化過程中的作用 |
4.1 CTAB在溶液中的存在形式探究 |
4.2 晶化過程跟蹤 |
4.2.1 晶化動(dòng)力學(xué) |
4.2.2 CTAB在晶化過程中的存在形式 |
4.3 CTAB在多級(jí)孔Beta沸石合成中的作用 |
4.3.1 XRD分析 |
4.3.2 N_2吸附/脫附分析 |
4.3.3 SEM分析 |
4.3.4 TG分析 |
4.4 多級(jí)孔Beta沸石晶化機(jī)理 |
4.5 小結(jié) |
第5章 CTAB調(diào)變不同Si/Al比多級(jí)孔Beta沸石的性質(zhì) |
5.1 低Si/Al比合成多級(jí)孔Beta沸石 |
5.1.1 CTAB調(diào)變對(duì)沸石結(jié)構(gòu)和形貌的影響 |
5.1.2 CTAB調(diào)變對(duì)沸石酸性的影響 |
5.2 高Si/Al比合成介孔Beta沸石 |
5.2.1 CTAB調(diào)變對(duì)沸石結(jié)構(gòu)和形貌的影響 |
5.2.2 CTAB調(diào)變對(duì)沸石酸性的改變 |
5.3 小結(jié) |
第6章 多級(jí)孔Beta沸石的性能研究 |
6.1 樣品的物化性質(zhì) |
6.2 Beta沸石的吸附性能 |
6.3 Beta沸石的擴(kuò)散性能 |
6.4 探針分子反應(yīng)表征Beta沸石的酸性 |
6.4.1 甲基環(huán)己烷催化轉(zhuǎn)化 |
6.4.2 均三甲苯催化轉(zhuǎn)化 |
6.4.3 三異丙苯裂解 |
6.5 小結(jié) |
第7章 多級(jí)孔Beta沸石的規(guī)?;苽浼按呋阅苎芯?/td> |
7.1 多級(jí)孔Beta沸石的中試規(guī)模制備 |
7.2 Beta沸石的擴(kuò)散性能 |
7.3 9,10-二氫蒽加氫裂化 |
7.4 VGO加氫裂化反應(yīng) |
7.5 小結(jié) |
第8章 結(jié)論與展望 |
8.1 結(jié)論 |
8.2 研究創(chuàng)新點(diǎn) |
8.3 展望 |
參考文獻(xiàn) |
攻讀學(xué)位期間取得的科研成果 |
致謝 |
(4)改性分子篩對(duì)陜北中低溫煤焦油催化裂解特性的影響(論文提綱范文)
摘要 |
abstract |
第一章 緒論 |
1.1 研究背景與意義 |
1.2 煤焦油的產(chǎn)生 |
1.3 影響焦油組成因素 |
1.4 中低溫煤焦油 |
1.4.1 中低溫煤焦油特點(diǎn) |
1.4.2 中低溫煤焦油產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 |
1.5 煤焦油的加工利用 |
1.6 中低溫煤焦油熱解工藝 |
1.7 ZSM-5 分子篩的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) |
1.8 ZSM-5 分子篩的合成方法 |
1.9 多級(jí)孔分子篩的制備 |
1.10 目前存在的問題 |
1.11 本文選題依據(jù)與研究?jī)?nèi)容 |
第二章 實(shí)驗(yàn)部分 |
2.1 實(shí)驗(yàn)原料 |
2.2 實(shí)驗(yàn)藥品與設(shè)備 |
2.3 催化劑制備方法 |
2.4 催化劑表征 |
2.4.1 X射線粉末衍射 |
2.4.2 比表面積及孔結(jié)構(gòu) |
2.4.3 掃描電子顯微鏡 |
2.4.4 透射電子顯微鏡 |
2.5 煤焦油預(yù)處理 |
2.6 煤焦油(催化)裂解實(shí)驗(yàn)方案與產(chǎn)物分析 |
2.6.1 熱裂解氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(Py-GC/MS)熱解反應(yīng)裝置 |
2.6.2 焦油產(chǎn)物分析 |
第三章 多級(jí)孔ZSM-5 分子篩對(duì)煤焦油熱解產(chǎn)物分布的影響 |
3.1 引言 |
3.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
3.2.1 催化劑制備 |
3.3 Py-GC/MS(催化)熱解實(shí)驗(yàn) |
3.4 結(jié)果與討論 |
3.4.1 催化劑表征 |
3.4.2 多級(jí)孔ZSM-5 分子篩對(duì)焦油產(chǎn)物產(chǎn)率和產(chǎn)物分布的影響 |
3.4.2.1 (催化)裂解對(duì)產(chǎn)物產(chǎn)率的影響 |
3.4.2.2 (催化)裂解對(duì)產(chǎn)物分布的影響 |
3.5 本章小結(jié) |
第四章 雙金屬/酸雙功能催化劑對(duì)熱解揮發(fā)分的催化轉(zhuǎn)化及其作用機(jī)制 |
4.1 引言 |
4.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
4.2.1 催化劑制備 |
4.2.2 PY-GC/MS(催化)熱解實(shí)驗(yàn) |
4.3 結(jié)果與討論 |
4.3.1 催化劑表征 |
4.4 金屬/酸雙功能催化劑對(duì)煤焦油熱解產(chǎn)物分布的影響 |
4.4.1 CT、LCTF和 HCTF在不同催化劑條件下的催化裂化產(chǎn)物分布. |
4.4.2 不同催化劑對(duì)芳香烴產(chǎn)物分布的影響 |
4.5 本章總結(jié) |
第五章 薄片分子篩催化劑對(duì)熱解產(chǎn)物的催化轉(zhuǎn)化的影響 |
5.1 前言 |
5.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
5.2.1 薄片分子篩的制備 |
5.2.2 金屬改性薄片分子篩 |
5.3 Py-GC/MS(催化)熱解實(shí)驗(yàn) |
5.4 結(jié)果與討論 |
5.4.1 催化劑表征 |
5.4.2 改性薄片分子篩對(duì)煤焦油產(chǎn)物分布的影響 |
5.5 本章總結(jié) |
結(jié)論與展望 |
參考文獻(xiàn) |
致謝 |
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果 |
(5)Pt@silicalite-1限域催化劑及NbS-1分子篩的設(shè)計(jì)、制備和催化性能(論文提綱范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 緒論 |
1.1 多級(jí)孔MFI型分子篩的制備研究 |
1.1.1 直接合成法 |
1.1.2 后處理法 |
1.2 MFI型分子篩限域金屬催化劑制備的研究現(xiàn)狀 |
1.2.1 原位封裝法 |
1.2.2 分子篩殼封裝法 |
1.3 MFI型Nb原子同晶取代分子篩的研究現(xiàn)狀 |
1.3.1 NbS-1分子篩的合成方法 |
1.3.2 NbS-1分子篩骨架鈮的表征技術(shù) |
1.4 本文主要研究思路 |
2 實(shí)驗(yàn)部分 |
2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器 |
2.1.1 實(shí)驗(yàn)氣體和試劑 |
2.1.2 儀器 |
2.2 催化劑的制備 |
2.3 催化劑的活性評(píng)價(jià) |
2.3.1 環(huán)己烯環(huán)氧化 |
2.3.2 丙烷脫氫 |
2.3.3 乙烯加氫 |
2.3.4 一氧化碳氧化反應(yīng) |
2.4 催化劑表征 |
2.4.1 粉末X-射線衍射(XRD) |
2.4.2 電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜(ICP-AES) |
2.4.3 掃描電子顯微電鏡(SEM) |
2.4.4 透射電子顯微鏡(TEM) |
2.4.5 高角度環(huán)形暗場(chǎng)掃描透射電鏡(STEM-HAADF) |
2.4.6 氮?dú)馕锢砦?/td> |
2.4.7 X-射線光電子能譜(XPS) |
2.4.8 紫外-可見光光譜(UV-Vis) |
2.4.9 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR) |
2.4.10 紫外拉曼光譜(UV Raman) |
2.4.11 CO表面滴定法 |
3 Pt納米顆粒嵌入多級(jí)孔S-1的制備和催化性能 |
3.1 引言 |
3.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
3.2.1 催化劑的制備 |
3.2.2 催化劑的活性測(cè)試 |
3.3 結(jié)果與討論 |
3.3.1 多級(jí)孔S-1載體的簡(jiǎn)易制備 |
3.3.2 “嵌入限域型”Pt@S-1催化劑的制備和結(jié)構(gòu)表征 |
3.3.3 “嵌入限域型”Pt@S-1催化劑的抗燒結(jié)性評(píng)價(jià) |
3.3.4 “嵌入限域型”Pt@S-1用于CO氧化和乙烯加氫反應(yīng) |
3.4 本章小結(jié) |
4 多腔中空S-1封裝Pt和Pt-Sn納米顆粒 |
4.1 引言 |
4.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
4.2.1 催化劑的制備 |
4.2.2 催化劑的活性測(cè)試 |
4.3 結(jié)果與討論 |
4.3.1 多腔中空S-1的可控制備與形成機(jī)理 |
4.3.2 S-1封裝金屬Pt納米顆粒用于CO氧化和丙烷脫氫反應(yīng) |
4.3.3 S-1封裝Pt-Sn雙金屬納米顆粒用于丙烷脫氫反應(yīng) |
4.4 本章小結(jié) |
5 雜原子NbS-1分子篩催化劑的合成、后處理和UV Raman表征 |
5.1 引言 |
5.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
5.2.1 催化劑的制備 |
5.2.2 催化劑的活性測(cè)試 |
5.3 結(jié)果與討論 |
5.3.1 NbS-1分子篩單晶的直接合成和表征 |
5.3.2 多級(jí)孔NbS-1分子篩單晶的脫硅處理法制備和表征 |
5.3.3 多腔中空NbS-1分子篩單晶的溶解-再結(jié)晶法制備和表征 |
5.3.4 NbS-1催化劑用于環(huán)己烯環(huán)氧化反應(yīng) |
5.3.5 NbS-1分子篩骨架鈮結(jié)構(gòu)的UV Raman光譜表征 |
5.4 本章小結(jié) |
6 結(jié)論與展望 |
6.1 結(jié)論 |
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)摘要 |
6.3 展望 |
參考文獻(xiàn) |
攻讀博士學(xué)位期間科研項(xiàng)目及科研成果 |
致謝 |
作者簡(jiǎn)介 |
(6)MXene基功能納米材料的合成及對(duì)水中有機(jī)污染物的去除作用(論文提綱范文)
致謝 |
摘要 |
Abstract |
1 緒論 |
1.1 MXenes概述 |
1.1.1 MXenes的結(jié)構(gòu) |
1.1.2 MXenes的合成 |
1.1.3 MXenes的性質(zhì) |
1.1.4 MXenes的應(yīng)用 |
1.2 MXenes的改性 |
1.2.1 堿土金屬陽離子對(duì)MXenes的改性 |
1.2.2 溶劑對(duì)MXenes的改性 |
1.2.3 其它材料對(duì)MXenes的改性 |
1.3 具有紫外光催化活性MXenes基催化劑的合成與應(yīng)用 |
1.3.1 煅燒合成的TiO_2/MXene和 TiO_2/C用于紫外光催化應(yīng)用 |
1.3.2 水熱和物理攪拌合成的TiO_2/MXene用于紫外光催化應(yīng)用 |
1.3.3 MXene與其它材料復(fù)合并用于紫外光催化應(yīng)用 |
1.4 具有可見光催化活性MXene基催化劑的合成與應(yīng)用 |
1.4.1 TiO_2/MXene和 TiO_2/C的改性以及光催化應(yīng)用 |
1.4.2 MXene基二元催化劑的合成與應(yīng)用 |
1.4.3 MXene基三元催化劑的合成與應(yīng)用 |
1.5 MXene基催化劑在光催化之外的應(yīng)用 |
1.5.1 MXene基催化劑在電/光電催化領(lǐng)域的應(yīng)用 |
1.5.2 MXene基催化劑在類Fenton反應(yīng)中的應(yīng)用 |
1.5.3 MXene基催化劑在增強(qiáng)單金屬催化劑活性和活化過一硫酸鹽中的應(yīng)用 |
1.6 論文選題與研究方案 |
1.6.1 論文選題 |
1.6.2 研究方案 |
2 iN-Ti_3C_2/TiO_2的原位合成及其光催化降解水中亞甲基藍(lán) |
2.1 材料和方法 |
2.1.1 材料與化學(xué)試劑 |
2.1.2 iN-Ti_3C_2/TiO2 的合成 |
2.1.3 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的表征 |
2.1.4 iN-Ti_3C_2/TiO_2對(duì)MB的光催化降解實(shí)驗(yàn) |
2.1.5 iN-Ti_3C_2/TiO_2的DFT模擬計(jì)算 |
2.1.6 iN-Ti_3C_2/TiO_2的自由基淬滅實(shí)驗(yàn)和光化學(xué)穩(wěn)定性測(cè)試 |
2.2 結(jié)果與討論 |
2.2.1 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的結(jié)構(gòu)特征 |
2.2.2 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的表面組成 |
2.2.3 iN-Ti_3C_2/TiO_2 的光學(xué)性能 |
2.2.4 iN-Ti_3C_2/TiO_2的光催化活性和產(chǎn)生的自由基 |
2.2.5 iN-Ti_3C_2/TiO_2的電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制 |
2.2.6 iN-Ti_3C_2/TiO_2光催化降解MB的機(jī)理 |
2.3 小結(jié) |
3 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的合成及其可見光催化降解水中羅丹明B |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 材料與化學(xué)試劑 |
3.1.2 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2 的合成 |
3.1.3 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2 的表征 |
3.1.4 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2對(duì)RhB的光催化降解實(shí)驗(yàn) |
3.1.5 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的光化學(xué)穩(wěn)定性和自由基淬滅實(shí)驗(yàn) |
3.2 結(jié)果與討論 |
3.2.1 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的結(jié)構(gòu)特征 |
3.2.2 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的表面組成 |
3.2.3 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2的光電化學(xué)性能 |
3.2.4 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2可見光催化降解Rh B |
3.2.5 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2可見光催化降解Rh B中的自由基和中間產(chǎn)物 |
3.2.6 BiOI/(001)TiO_2/Ti_3C_2光催化降解RhB的機(jī)理 |
3.3 小結(jié) |
4 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的合成及其可見光催化降解水中磺胺甲惡唑 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 材料與化學(xué)試劑 |
4.1.2 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO2@C的合成 |
4.1.3 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO2@C的表征 |
4.1.4 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C對(duì) SMZ的可見光催化降解實(shí)驗(yàn) |
4.1.5 SMZ及其降解中間產(chǎn)物的檢測(cè)分析方法 |
4.1.6 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的可見光催化穩(wěn)定性測(cè)試和自由基淬滅實(shí)驗(yàn) |
4.2 結(jié)果與討論 |
4.2.1 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的結(jié)構(gòu)特征 |
4.2.2 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的表面組成 |
4.2.3 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C的光電化學(xué)性能 |
4.2.4 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C可見光催化降解SMZ |
4.2.5 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C產(chǎn)生的自由基和光催化穩(wěn)定性 |
4.2.6 Bi_2O_3/C_3N_4/TiO_2@C可見光催化降解SMZ的機(jī)理 |
4.2.7 SMZ降解過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物 |
4.3 小結(jié) |
5 N-S/TiO_2@C的合成及其可見光活化過硫酸鹽降解水中磺胺甲惡唑 |
5.1 材料和方法 |
5.1.1 材料與化學(xué)試劑 |
5.1.2 N/S-TiO_2@C的合成 |
5.1.3 N/S-TiO_2@C的表征 |
5.1.4 N/S-TiO_2@C可見光活化PS降解SMZ實(shí)驗(yàn) |
5.1.5 N/S-TiO_2@C活化PS降解SMZ的穩(wěn)定性測(cè)試和自由基淬滅實(shí)驗(yàn) |
5.2 結(jié)果與討論 |
5.2.1 N/S-TiO_2@C的結(jié)構(gòu)特征 |
5.2.2 N/S-TiO_2@C的表面組成 |
5.2.3 N/S-TiO_2@C的光電化學(xué)性能 |
5.2.4 N-S/TiO_2@C可見光活化PS降解SMZ |
5.2.5 N/S-TiO_2@C的穩(wěn)定性和活化PS產(chǎn)生的自由基 |
5.2.6 N/S-TiO_2@C可見光活化PS降解SMZ的機(jī)理 |
5.2.7 SMZ降解過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物 |
5.3 小結(jié) |
6 四種材料的性能比較及在實(shí)際水樣中的適用性 |
6.1 材料與方法 |
6.1.1 實(shí)際水樣的采集和表征 |
6.1.2 材料對(duì)水樣中目標(biāo)污染物的降解實(shí)驗(yàn) |
6.2 結(jié)果與討論 |
6.2.1 材料性能的文獻(xiàn)比較 |
6.2.2 材料在實(shí)際水樣中的適用性 |
6.2.3 四種材料之間的性能比較 |
6.3 小結(jié) |
7 研究結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)與展望 |
7.1 研究結(jié)論 |
7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) |
7.3 展望 |
參考文獻(xiàn) |
個(gè)人簡(jiǎn)歷及攻讀博士學(xué)位期間論文和獲獎(jiǎng)情況 |
(7)基于八乙烯基倍半硅氧烷的雜化多孔聚合物的制備策略及應(yīng)用研究(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 緒論 |
1.1 倍半硅氧烷及其雜化高分子 |
1.2 OVS基雜化多孔聚合物的制備 |
1.2.1 自由基聚合 |
1.2.2 Friedel-Crafts反應(yīng) |
1.2.3 Heck反應(yīng) |
1.2.4 點(diǎn)擊反應(yīng) |
1.2.5 基于OVS衍生物的多孔聚合物 |
1.3 SQs基多孔聚合物的應(yīng)用 |
1.3.1 吸附 |
1.3.2 檢測(cè) |
1.3.3 催化 |
1.3.4 其他應(yīng)用 |
1.4 課題的提出及本論文擬開展的工作 |
1.4.1 課題的提出 |
1.4.2 本論文擬開展的工作 |
參考文獻(xiàn) |
第二章 陽離子聚合制備倍半硅氧烷基雜化多孔聚合物 |
2.1 引言 |
2.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及材料 |
2.2.2 試劑的純化及處理 |
2.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試方法 |
2.2.4 八乙烯基倍半硅氧烷的合成 |
2.2.5 多孔聚合物CHPPs的合成 |
2.3 結(jié)果與討論 |
2.3.1 反應(yīng)時(shí)間對(duì)OVS陽離子聚合的影響 |
2.3.2 溶劑對(duì)OVS陽離子聚合的影響 |
2.3.3 反應(yīng)溫度對(duì)OVS陽離子聚合的影響 |
2.3.4 CHPP的后功能化 |
2.3.5 CHPPs的CO_2吸附性能 |
2.4 本章小結(jié) |
參考文獻(xiàn) |
第三章 六苯基噻咯功能化的倍半硅氧烷基雜化熒光多孔聚合物的設(shè)計(jì)合成及應(yīng)用研究 |
3.1 引言 |
3.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及材料 |
3.2.2 試劑的純化及處理 |
3.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試方法 |
3.2.4 多孔聚合物SHHPPs的合成 |
3.2.5 金屬離子檢測(cè)實(shí)驗(yàn) |
3.3 結(jié)果與討論 |
3.3.1 材料合成及結(jié)構(gòu)表征 |
3.3.2 熱穩(wěn)定性和形貌分析 |
3.3.3 熒光性能 |
3.3.4 孔性能分析 |
3.3.5 CO_2吸附 |
3.3.6 金屬離子檢測(cè) |
3.4 本章小結(jié) |
參考文獻(xiàn) |
第四章 基于梯形和籠形倍半硅氧烷的雜化納米多孔聚合物的設(shè)計(jì)合成及應(yīng)用研究 |
4.1 引言 |
4.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及材料 |
4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試方法 |
4.2.3 多孔聚合物L(fēng)CHPPs的合成 |
4.2.4 LCHPPs的吸附實(shí)驗(yàn) |
4.2.5 LCHPPs的吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn) |
4.3 結(jié)果與討論 |
4.3.1 制備及表征 |
4.3.2 LCHPPs的染料吸附 |
4.3.3 金屬離子吸附 |
4.3.4 LCHPPs的循環(huán)利用性 |
4.4 本章小結(jié) |
參考文獻(xiàn) |
第五章 三嗪功能化倍半硅氧烷基雜化多功能多孔聚合物的設(shè)計(jì)合成及應(yīng)用研究 |
5.1 引言 |
5.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及材料 |
5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及測(cè)試方法 |
5.2.3 多孔聚合物TSHPPs的合成 |
5.2.4 光降解實(shí)驗(yàn) |
5.2.5 金屬離子的吸附實(shí)驗(yàn) |
5.2.6 硝基芳烴的檢測(cè) |
5.3 結(jié)果與討論 |
5.3.1 制備及結(jié)構(gòu)表征 |
5.3.2 TSHPPs的形貌和熱穩(wěn)定性 |
5.3.3 光學(xué)性質(zhì) |
5.3.4 TSHPPs光催化降解染料 |
5.3.5 金屬離子吸附 |
5.3.6 硝基芳香化合物的檢測(cè) |
5.4 本章小結(jié) |
參考文獻(xiàn) |
第六章 總結(jié)與展望 |
致謝 |
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文 |
附件 |
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表 |
(8)過渡金屬化合物的功能導(dǎo)向性設(shè)計(jì)及其電化學(xué)性能研究(論文提綱范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 緒論 |
1.1 引言 |
1.2 電催化分解水原理概述 |
1.2.1 電催化分解水反應(yīng)催化機(jī)理 |
1.2.2 電催化分解水反應(yīng)的性能參數(shù) |
1.3 過渡金屬電催化劑的研究進(jìn)展 |
1.3.1 析氫反應(yīng)電催化劑的研究進(jìn)展 |
1.3.1.1 過渡金屬硫族化合物 |
1.3.1.2 過渡金屬氮化物 |
1.3.1.3 過渡金屬磷化物 |
1.3.1.4 過渡金屬碳化物 |
1.3.2 析氧反應(yīng)電催化劑的研究進(jìn)展 |
1.3.2.1 過渡金屬/合金 |
1.3.2.2 過渡金屬氧化物 |
1.3.2.3 過渡金屬氫氧化物 |
1.3.2.4 過渡金屬磷化物 |
1.4 選題依據(jù)與研究?jī)?nèi)容 |
參考文獻(xiàn) |
第二章 基于電子結(jié)構(gòu)調(diào)控的碳化鉬納米球無序結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及其電催化析氫反應(yīng)性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
2.2.1 材料制備 |
2.2.2 表征手段 |
2.2.3 電化學(xué)測(cè)試 |
2.3 結(jié)果與討論 |
2.3.1 結(jié)構(gòu)表征 |
2.3.2 電催化析氫反應(yīng)性能研究 |
2.4 本章小結(jié) |
參考文獻(xiàn) |
第三章 基于結(jié)構(gòu)工程的亞硒酸鎳鈷多孔納米片-泡沫鎳多級(jí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及其電催化析氧反應(yīng)性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
3.2.1 材料制備 |
3.2.2 表征手段 |
3.2.3 電化學(xué)測(cè)試 |
3.3 結(jié)果與討論 |
3.3.1 結(jié)構(gòu)表征 |
3.3.2 電催化析氧反應(yīng)性能研究 |
3.4 本章小結(jié) |
參考文獻(xiàn) |
第四章 基于界面工程的磷化鎳鈷納米片二級(jí)三維結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及其電催化水分解反應(yīng)性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 實(shí)驗(yàn)部分 |
4.2.1 材料制備 |
4.2.2 表征手段 |
4.2.3 電化學(xué)測(cè)試 |
4.3 結(jié)果與討論 |
4.3.1 結(jié)構(gòu)表征 |
4.3.2 電催化水分解性能研究 |
4.4 本章小結(jié) |
參考文獻(xiàn) |
第五章 結(jié)論 |
5.1 主要結(jié)論 |
5.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) |
5.3 未來需要解決的問題 |
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 |
致謝 |
附錄 |
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表 |
(9)二硫化鉬與大洋黏土復(fù)合催化劑的制備及其光催化和催化加氫性能研究(論文提綱范文)
摘要 |
abstract |
第1章 緒論 |
1.1 引言 |
1.2 二硫化鉬的研究現(xiàn)狀 |
1.2.1 二硫化鉬的結(jié)構(gòu) |
1.2.2 二硫化鉬的制備方法 |
1.2.3 二硫化鉬的應(yīng)用 |
1.3 大洋黏土的研究現(xiàn)狀 |
1.4 本文的研究意義與研究?jī)?nèi)容 |
第2章 實(shí)驗(yàn)部分 |
2.1 化學(xué)試劑 |
2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備 |
2.3 結(jié)構(gòu)表征方法 |
2.3.1 X射線衍射分析(XRD) |
2.3.2 掃描電鏡分析(SEM) |
2.3.3 透射電鏡分析(TEM) |
2.3.4 X射線光電子能譜分析(XPS) |
2.3.5 N_2吸附脫附測(cè)試 |
2.3.6 接觸角測(cè)試 |
2.3.7 傅里葉變換紅外光譜(FTIR) |
2.3.8 紫外-可見分光光譜分析(UV-Vis) |
第3章 2H-MoS_2/PC的制備及其結(jié)構(gòu)和光催化性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 樣品的制備與表征 |
3.2.1 2H-MoS_2/PC的制備 |
3.2.2 對(duì)比樣的制備 |
3.2.3 光催化性能測(cè)試方法 |
3.3 2H-MoS_2/PC的結(jié)構(gòu)分析 |
3.4 2H-MoS_2/PC的光催化降解鹽酸四環(huán)素性能分析 |
3.5 2H-MoS_2/PC的光催化殺菌性能分析 |
3.6 光催化機(jī)理分析 |
3.7 本章小結(jié) |
第4章 1T-MoS_2/PC的制備及其結(jié)構(gòu)和催化加氫性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 樣品的制備及性能測(cè)試 |
4.2.1 1T-MoS_2/PC的制備 |
4.2.2 對(duì)比樣的制備 |
4.2.3 催化加氫性能測(cè)試方法 |
4.3 1T-MoS_2/PC的結(jié)構(gòu)分析 |
4.4 1T-MoS_2/PC的催化加氫性能分析 |
4.4.1 催化劑濃度的影響 |
4.4.2 催化加氫反應(yīng)溫度的影響 |
4.5 催化加氫機(jī)理分析 |
4.6 本章小結(jié) |
第5章 結(jié)論 |
參考文獻(xiàn) |
作者簡(jiǎn)介及攻讀碩士期間取得的科研成果 |
致謝 |
(10)新型低成本超高交聯(lián)聚合物的制備及其對(duì)VOCs的吸附性能研究(論文提綱范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 緒論 |
1.1 研究背景 |
1.2 VOCs治理技術(shù) |
1.2.1 非吸附技術(shù) |
1.2.2 吸附技術(shù) |
1.3 VOCs吸附材料 |
1.3.1 分子篩 |
1.3.2 活性炭 |
1.3.3 超高交聯(lián)聚合物 |
1.4 超高交聯(lián)聚合物的制備策略 |
1.4.1 無功能化小分子聚合法 |
1.4.2 功能化小分子聚合法 |
1.4.3 兩種聚合法的對(duì)比 |
1.5 選題意義和研究?jī)?nèi)容 |
1.5.1 選題意義 |
1.5.2 研究?jī)?nèi)容 |
1.5.3 技術(shù)路線 |
第二章 實(shí)驗(yàn)部分 |
2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器 |
2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料 |
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器 |
2.2 材料的制備 |
2.2.1 前交聯(lián)的懸浮聚合法 |
2.2.2 后交聯(lián)的傅克烷基化法 |
2.3 MAC-DVB樹脂的優(yōu)化制備 |
2.4 材料的表征方法 |
2.4.1 紅外光譜分析(Fourier Transform Infrared spectroscopy,FTIR) |
2.4.2 元素分析(Elemental Analysis,EA) |
2.4.3 掃描電子顯微鏡分析(Scanning Electron Microscope,SEM) |
2.4.4 N2 吸附-脫附(N2 adsorption-desorption) |
2.4.5 接觸角測(cè)試分析(Contact Angle Analysis,CAA) |
2.4.6 熱重測(cè)試分析(Thermo Gravimetric Analysis,TGA) |
2.5 靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn) |
2.6 動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn) |
2.6.1 動(dòng)態(tài)吸附性能評(píng)價(jià)裝置 |
2.6.2 不同濕度條件下MAC-DVB樹脂對(duì)甲苯的動(dòng)態(tài)吸附研究 |
2.6.3 高濕度甲苯在MAC-DVB樹脂上的動(dòng)態(tài)吸附過程研究 |
2.6.4 吸附透過曲線的模擬 |
2.7 再生性能研究 |
2.7.1 脫附實(shí)驗(yàn) |
2.7.2 循環(huán)實(shí)驗(yàn) |
第三章 MAC-DVB樹脂的優(yōu)化制備及吸附性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 MAC-DVB樹脂的優(yōu)化制備結(jié)果 |
3.3 MAC-DVB樹脂的結(jié)構(gòu)表征結(jié)果 |
3.3.1 紅外光譜分析(FTIR) |
3.3.2 元素分析(EA) |
3.3.3 掃描電子顯微鏡分析(SEM) |
3.3.4 比表面積及孔徑分析(BET) |
3.3.5 水接觸角測(cè)試分析(CAA) |
3.3.6 熱重測(cè)試分析(TGA) |
3.4 靜態(tài)吸附性能研究 |
3.5 甲苯在MAC-DVB樹脂上的動(dòng)態(tài)吸附行為研究 |
3.5.1 不同濕度條件下MAC-DVB樹脂對(duì)甲苯的動(dòng)態(tài)吸附行為研究 |
3.5.2 不同氣體流速下高濕度甲苯在MAC-DVB樹脂上的吸附動(dòng)力學(xué)研究 |
3.5.3 不同氣體濃度下高濕度甲苯在MAC-DVB樹脂上的吸附動(dòng)力學(xué)研究 |
3.5.4 吸附透過曲線的模擬結(jié)果 |
3.6 MAC-DVB樹脂孔結(jié)構(gòu)與吸附性能之間的構(gòu)效關(guān)系 |
3.7 本章小結(jié) |
第四章 MAC-DVB樹脂的再生性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 脫附性能分析 |
4.2.1 兩種脫附方式的對(duì)比 |
4.2.2 溫度對(duì)脫附方式的影響 |
4.3 循環(huán)使用性能分析 |
4.4 成本分析 |
4.4.1 制備成本 |
4.4.2 運(yùn)行成本 |
4.5 本章小結(jié) |
第五章 總結(jié)與展望 |
5.1 總結(jié) |
5.2 創(chuàng)新與特色之處 |
5.3 展望 |
參考文獻(xiàn) |
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果 |
致謝 |
附件 |
四、鉬-中孔催化劑的合成及性能研究(論文參考文獻(xiàn))
- [1]鉬系生物基含氧化合物常壓加氫脫氧催化劑構(gòu)建及應(yīng)用[D]. 郭璇. 北京化工大學(xué), 2021(02)
- [2]摻雜多孔碳基非貴金屬電催化劑的設(shè)計(jì)及性能調(diào)控研究[D]. 呂丹丹. 廣西大學(xué), 2021(01)
- [3]多級(jí)孔Beta沸石 ——從小試到中試[D]. 張維民. 太原理工大學(xué), 2021(01)
- [4]改性分子篩對(duì)陜北中低溫煤焦油催化裂解特性的影響[D]. 劉楠. 延安大學(xué), 2021(11)
- [5]Pt@silicalite-1限域催化劑及NbS-1分子篩的設(shè)計(jì)、制備和催化性能[D]. 陳勇. 大連理工大學(xué), 2021
- [6]MXene基功能納米材料的合成及對(duì)水中有機(jī)污染物的去除作用[D]. 柯濤. 浙江大學(xué), 2021
- [7]基于八乙烯基倍半硅氧烷的雜化多孔聚合物的制備策略及應(yīng)用研究[D]. 杜雅靜. 山東大學(xué), 2021(11)
- [8]過渡金屬化合物的功能導(dǎo)向性設(shè)計(jì)及其電化學(xué)性能研究[D]. 辛建平. 山東大學(xué), 2021(10)
- [9]二硫化鉬與大洋黏土復(fù)合催化劑的制備及其光催化和催化加氫性能研究[D]. 孫啟瑋. 吉林大學(xué), 2021(01)
- [10]新型低成本超高交聯(lián)聚合物的制備及其對(duì)VOCs的吸附性能研究[D]. 李銀. 華南理工大學(xué), 2020
標(biāo)簽:分子篩論文; 沸石論文; 活性炭吸附法論文; 活性碳論文; 化學(xué)反應(yīng)論文;