一、Au/ZnO催化剂的表征及常温常湿条件下CO氧化性能研究（论文文献综述）
李凯杰[1]（2021）在《含金属或金属氧化物的中空介孔二氧化硅纳米反应器的合成及其在废水处理中的应用》文中研究表明本论文旨在研发一种通用的新方法来合成含金属或金属氧化物的中空介孔二氧化硅纳米反应器（M@HMSNs或MxOy@HMSNs）,并将所合成的材料应用于染料的双氧水降解和氯酚的催化加氢脱氯反应中。研究表明:采用过渡金属离子与多齿配体以及双嵌段聚合物自组装形成的含金属离子胶束为模板来沉积二氧化硅可制备一系列M@HMSNs 或MxOy@HMSNs。所合成材料的中空结构以及限域在空腔中的金属或金属氧化物纳米颗粒,可以增加催化活性组分与反应物有效碰撞的机率,抑制活性组分的流失,从而提高反应的催化活性。具体研究内容和结论如下:（1）MxOy@HMSNs（M:Co、Ni、Cu、Fe、Mn以及Zn）的合成及其在染料双氧水降解中的应用。本论文创新性地发明了一种以新型胶束为模板来合成MxOy@HMSNs的新方法。过渡金属离子与双齿配体（L2E04）配位络合形成带负电的络合物链,再与带正电的双嵌段聚合物（P2MVP128-b-PEO477）在静电引力的作用下自组装形成含金属离子的胶束,并以此胶束为模板沉积二氧化硅,后续焙烧制备了一系列MxOy@HMSNs。TEM、XRD、EDS、BET以及HAADF-STEM等表征证明:MxOy@HMSNs具有大量微孔和介孔,且活性金属纳米颗粒分散在中心空腔中,纳米反应器的整体平均尺寸在25.7-35.7 nm之间,中空平均尺寸在12.5-19.3 nm之间,比表面积在277-510 m2/g之间,孔容在0.74-0.95 cm3/g之间,平均孔径在11.7-16.8 nm之间。所合成的MxOy@HMSNs在多种染料的降解反应中展现了优异性能。结果表明:CoxOy@HMSNs具有最好的降解效果;并且与负载型的CoxOy/SiO2相比,CoxOy@HMSNs在降解速率上要快3-6倍;CoxOy@HMSNs在循环四次后对亚甲基蓝的去除率依然保持在95%以上,循环后溶液中钴离子含量只有1 ppm,表明CoxOy@HMSNs具有优异的稳定性以及防止金属流失的能力。（2）M@HMSNs或MxOy@HMSNs的通用合成。上述双齿配体对贵金属离子络合能力较弱,并不适用于制备含贵金属的纳米反应器。本部分工作通过将双齿配体（L2EO4）更换成了配位能力更强的三齿配体（L3）,从而将这种方法的适用性进一步扩展到了贵金属、镧系金属、碱土金属以及双金属上。紫外光谱以及光散射等表征手段表明:使用三齿配体可以形成络合物网络,增强了配位的稳定性。本工作合成了不少于21种的M@HMSNs或MxOy@HMSNs,如 Pd、Pt、Cu、Co、Ce、La、Sn、PtCu 和 PdCu 等,表明该方法对各种金属离子具有普遍适用性。（3）Pd@HMSNs在氯酚的催化加氢脱氯中的应用。Pd@HMSNs对多种含氯苯酚都展现出了优异的加氢脱氯性能,在常温、常压和对氯苯酚与钯摩尔比497/1条件下,40 min内对氯苯酚的转化率为100%,苯酚的选择性为100%。并且在稳定性试验中,催化剂经过6次对氯苯酚催化加氢脱氯反应后,依然保持着优异的催化活性,在循环后的反应液中并没有检测出钯离子的存在。与负载型催化剂相比,Pd@HMSNs展现出了更高的催化活性、稳定性以及防止活性组分流失的能力。
李潇[2]（2021）在《Pd-Cu/羟基磷灰石催化剂低温催化CO（优先）氧化》文中指出自2013年相继实施《大气污染防治行动计划》和《打赢蓝天保卫战三年行动计划》以来,我国环境空气质量明显改善。然而,随着国民经济的快速发展,人民生活水平的大幅改善,机动车保有量迅猛增加。传统汽车在带给人类便利的同时,也产生了大量含有CO等有毒有害气体,引发了严重的环境污染问题。人类在积极消除环境污染物CO的同时,以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为动力能源的电动汽车走进了大众的视野。质子交换膜燃料电池所使用的燃料—氢气,目前主要通过甲烷蒸汽重整和水煤气变换反应等化学过程得到,因此氢气中通常含有一定量的CO。然而,质子交换膜燃料电池对CO含量的要求极为严苛（<10 ppm）,微量CO的存在就会使电池Pt电极中毒乃至失活。可见,消除大气环境和氢气源中的CO非常重要且必要。对于CO消除,无论原料气中是否存在氢气,将其催化氧化为无毒的CO2是最直接有效的方法之一。在众多CO低温（优先）氧化催化剂中,负载型Wacker催化剂（Pd-Cu/载体）因其优异的抗水性和抗卤化物中毒能力而备受青睐,其中载体的选择对于负载型Wacker催化剂的CO低温（优先）氧化催化性能极为关键。羟基磷灰石（HAP）是一种无毒且生物相容性高的磷酸钙物质,同时结构中含有的类沸石孔道使其表现出强离子交换能力。因此,HAP在生物医学硬组织修复和重建,以及水和土壤重金属离子(Cd2+、Hg2+、Pb2+等)污染处理等领域均得到广泛应用。此外,由于其可调控的酸碱性和特殊的热稳定性,HAP在水煤气变换、甲烷重整、NOx还原以及醇醛烃氧化等众多催化反应中被广泛用作载体。由此可见,HAP是一种性能优良的催化剂载体。然而,目前以HAP为载体的负载型Wacker催化剂还未见报道。基于此,本文以不同方法合成的HAP为载体,采用浸渍法制备了多种负载型Wacker催化剂（Pd-Cu/HAP）,重点考察了碱性金属（K、Na、Mg）改性、载体制备方法（水热法和溶胶凝胶法）以及过渡金属盐助剂（FeCl3、CoCl2、SnCl4和Fe（NO3）3）修饰等对Pd-Cu/HAP催化剂用于CO低温（优先）氧化性能的影响。通过N2-physisorption、XRD、FT-IR、Raman、TEM、HAADF-STEM、EDS-Mapping、H2-TPR、CO2-TPD、XPS和In-situ CO-DRIFTS等技术对Pd-Cu/HAP催化剂进行系统表征,并与其催化性能相关联。得到的主要结论如下:1.钠修饰对Pd-Cu/羟基磷灰石催化剂结构及其CO低温氧化性能的影响通过对HAP载体进行碱性金属（K、Na、Mg）修饰,发现与K、Mg相比,Na修饰对Pd-Cu/HAP催化剂的CO低温氧化性能起到明显的促进作用。其中,钠含量为1.74 wt%的催化剂在考察时间内CO转化率一直高于50%。进一步提高钠含量为2.19 wt%,催化剂的CO转化率增加至70%以上,而未修饰催化剂的CO转化率仅为40%。表征结果表明,未修饰的Pd-Cu/HAP催化剂中活性Cu物相以Cu2Cl（OH）3形式存在,而钠修饰Pd-Cu/HAP催化剂中Cu物相为活性更高的Cu（OH）Cl物种。更加重要地是,钠修饰Pd-Cu/HAP催化剂中不仅存在较高活性的表面Pd+物种和更多数量的表面Cu+物种,而且具有相对较少数量的弱碱性位点,这有利于产物CO2的脱附。可见,Na促进剂的添加可以改变Pd-Cu/HAP催化剂的活性Cu物相、表面组成和表面碱性等,从而提高其CO低温氧化性能。2.载体制备方法对Pd-Cu/羟基磷灰石催化剂结构及其CO低温氧化性能的影响分别以溶胶凝胶法（SG）和水热法（HT）制得HAP载体（HAP-SG和HAP-HT）,并采用浸渍法制备Pd-Cu/HAP催化剂（PC-SG和PC-HT）,考察了两种催化剂上CO低温氧化性能。结果表明,相比于PC-SG,PC-HT表现出更高的CO低温氧化性能。当反应条件为0.5 vol%CO、3.3 vol%H2O、25℃,GHSV为6000 h-1时,PC-HT的CO转化率约为70%,而PC-SG的CO转化率维持在50%左右。表征结果表明,PC-HT具有更大的比表面积和孔容,含有更多数量的Cu2Cl（OH）3物种,且与Pd物种和HAP载体直接产生了更强的相互作用。更加重要地是,In-situ CO-DRIFTS结果证实,PC-HT表面易形成具有更强CO活化能力的Pd+物种和更强氧化还原性质的Cu+物种,这对于催化剂建立良好的Wacker循环具有至关重要的作用。此外,PC-HT数量较少且相对较弱的表面碱性有利于反应产物CO2的脱附,从而促进了CO低温氧化反应的进行。3.铁修饰对Pd-Cu/羟基磷灰石催化剂结构及其低温CO优先氧化性能的影响相比于CoCl2、SnCl4和Fe（NO3）3,FeCl3的添加对于改善Pd-Cu/HAP催化剂低温CO优先氧化（CO-PROX）催化性能是最佳选择。当Pd-Cu-Fe/HAP催化剂中Fe/Cu原子比为1:1时,Pd-Cu-Fe/HAP催化剂表现出了较优的低温CO-PROX催化性能,其在30℃和水汽条件下可获得40%CO转化率和100%CO2选择性。然而,未修饰的Pd-Cu/HAP催化剂上CO转化率在2 h内从56%迅速下降至21%。表征结果表明,Pd-Cu-Fe/HAP中Fe2O3物种的形成增大了催化剂比表面积,且在催化剂中产生了强相互作用。更加重要地是,Fe2O3的存在不仅使Pd-Cu-Fe/HAP上Pd0物种易于氧化,而且降低了Cu+物种的电子云密度。这避免了H2吸附在Pd0物种造成其再氧化的中断,从而维持了CO的吸附和活化,同时也有利于Cu+物种的氧化。对比新鲜和使用过的Pd-Cu/HAP和Pd-Cu-Fe/HAP催化剂,可以发现Fe2O3物种的形成一定程度上改善了活性Cu物种的结构稳定性。
徐林林[3]（2021）在《激光调控纳米金属的局域表面等离激元共振及应用研究》文中研究指明金属Ag、Au、Cu等纳米构型具备独特的局域表面等离激元共振（LSPR）特性,由此获得的高效可调的光吸收-转化能力使其在可见-近红外光辐照下呈现出优异的光激发响应性能,在生物医学、食品安全、光电传感以及能源转换-存储等领域具有重要的研究意义和应用前景。其中,基于金属基复合构型LSPR效应产生的局域增强的电磁场,可以显着增强分子的拉曼信号强度,由此形成的表面增强拉曼散射（SERS）光谱诊断技术在生物医药分子的微量分析、肿瘤细胞的早期诊断、有机污染物分子的监测以及果蔬表皮农药残留的痕量探测等领域具有显着的应用价值。此外,考虑到纳米金属独特LSPR效应对于可见-近红外光的高效转化效率,由此构建的金属基复合构型可以作为一种高活性的新型光催化剂用以实现太阳能到化学能的高效转换,从而促进光催化制氢产氧、光催化降解、二氧化碳还原、氮的固定、有机合成等众多能源转化领域的快速发展。巧妙调控金属基复合构型的微观形态可以有效优化其LSPR效应进而不断促进光激发相关应用研究。多年来,研究人员在制备多孔、核壳、空心、长枝状、异质结以及多晶异相或表面缺陷等多种复杂的微观构型方面取得了显着成果。在此基础上,如何进一步获得具有洁净表面的金属基复合材料也是当前的研究热点,因为基于LSPR特性的光激发响应是纳米材料表面原子受光照驱动与外界的相互作用,由此产生显着的光传感、光催化、光电转化等,因此确保材料表面洁净无污染,使其界面与入射光和外界反应环境能够直接有效接触,更有利于充分发挥LSPR效应在众多前沿科技领域中的显着优势。为巧妙设计金属基纳米复合构型,常规合成方式需要借助复杂的有机试剂作为调控金属成核结晶的保护配体,以此实现多形态纳米金属的构建。后续附着于纳米产物表面的有机试剂所形成的隔离层势必会降低光-电转化/传输性能,因此还必须通过繁琐严苛的清洗-提纯等工艺对材料表面进行除杂净化。相比较而言,激光调控优化策略作为一种新型绿色环保的合成手段,无需引入额外复杂有机试剂便可合成表面洁净的金属纳米复合材料,它是基于光与物质相互作用的激发机制,通过光子在材料中的吸收-转化-激发,实现对于材料结构改性的微加工技术。而且,通过合理控制激光辐照参数还能够对所构建金属基复合材料固有LSPR进行系统的优化设计。本论文重点探索激光液相辐照的诱导合成策略,通过激光有效激发前驱体材料形成的活跃电子作为绿色高效的还原剂,实现了周围溶液中金属离子的有效还原,可控合成了多种形态的金属基复合构型。依据上述激光调控优化策略,我们主要调控制备了 Au/Ag/AgCl纳米短链高效可见光催化剂和Ag@Au纳米多枝、ZnO@Au、Ag@ZnO、GO/Au复合材料四种高活性SERS基底。此外,我们进行了有意义的扩展探索,基于GO表面丰富的含氧官能团,通过乙醇辅助成功在其表面负载生长了 PtPd纳米花,据此探索了 GO/PtPd复合构型的电催化性能。本论文的主要研究内容可以概括如下:1.探索532 nm脉冲激光液相辐照策略,通过有效激发金属离子混合溶液,调控构建出表面洁净的Au/Ag/AgCl纳米短链。独特链状构型连同三元体系中较强的协同耦合效应使得Au/Ag/AgCl纳米复合材料表现出优异宽波谱范围响应的LSPR特性,进而促进了光生电子的转移及电荷载流子的有效分离。相比于单分散的Ag/AgCl纳米颗粒,以亚甲基蓝（MB）为分析对象,Au/Ag/AgCl纳米复合构型表现出明显增强的可见光光催化降解性能。值得注意的是,不同于单分散的纳米颗粒,三元Au/Ag/AgCl纳米短链固有的自沉积特性使其与上清液自动分离,无需传统研究中的催化剂后续分离步骤便可简单实现污水净化。所合成的Au/Ag/AgCl即使经过连续两周14次循环的光降解后依旧可以保持～97.6%的光催化降解率,进一步揭示了这一独特高活性催化剂同样具有长效稳定性。该研究将为后续设计其他更为优异的光催化剂提供新思路,进而扩展其应用研究。2.基于532 nm连续激光液相辐照诱导合成策略,调控构建出组分（Ag的相对含量1.2～34%）连续可调的Ag@Au纳米多枝构型。基于所调控合成的Ag@Au纳米多枝,以4-氨基苯硫酚（4-ATP）作为探针分子,探索其优异的SERS性能。研究表明:Ag相对含量为34%的Ag@Au纳米多枝相比于其他双金属组分结构因其显着的金属间协同效应可以明显提高SERS活性,其探测极限低至～10-14 M,增强因子（EF）高达～1011。该工作利用激光液相辐照策略可以有效调节Ag@Au纳米多枝的双金属组分,进而优化金属之间的协同耦合效应,据此获得更为优异的SERS活性,为后续超低浓度分子的SERS诊断分析提供了实验和理论依据。3.基于短波长紫外激光液相辐照策略,将Ag、Au纳米颗粒可控负载到ZnO半导体表面,调控构建出Ag@ZnO、ZnO@Au异质结复合构型。通过紫外激光激发半导体ZnO产生电子-空穴对,后续利用受激发产生的活跃电子作为新颖还原剂还原周围金属离子进而实现金属纳米颗粒的可控负载生长。基于调控合成的Ag@ZnO复合材料,其对于结晶紫（CV）探测极限低至10-9M,EF高达～107。进一步以ZnO@Au复合材料作为SERS基底,可以实现甲基蓝（MB）分子10-9 M的低浓度探测,而且充分利用其优异的光催化降解能力,经过20次SERS检测-光催化降解的循环实验依旧表现出优异的超灵敏探测能力。该项研究利用紫外激光辐照策略在相对廉价的半导体结构上简便高效地负载生长贵金属Ag、Au纳米颗粒,兼具半导体的电荷转移引起的化学增强机制（CM）和贵金属LSPR诱导电磁场增强机制（EM）,使其复合结构相比于单一类型更具优势。此外,基于其优异的光催化降解特性可实现SERS基底的重复利用,为开发设计其他低成本高性能SERS基底研究提供新思路。4.基于紫外激光液相辐照策略,结合光激发有效提高二维（2D）GO表面含氧官能团的还原性,在其表面负载生长了高密度、单分散的Au纳米颗粒,调控构建出GO/Au复合构型。利用Au含量约为2.25%的GO/Au复合材料,分别实现了 10-14M亚甲基蓝（MB）、10-13M罗丹明6G（R6G）及10-13M孔雀石绿（MG）分子的超低浓度SERS探测,并且完成了上述三种分子混合体系纳摩尔（nM）浓度的同时分辨。在此基础上,我们进一步扩展探索了提高GO表面含氧官能团还原性的其他手段,即利用清洁无污染的乙醇作为辅助试剂,通过与GO充分混合用以优化提高表面羟基官能团进而大大改善其还原性能,由此负载生长出PtPd纳米花结构,调控构建出GO/PtPd复合材料。基于甲醇氧化反应（MOR）测试,相比于其他催化剂,Pt:Pd约为1:1的GO/PtPd复合材料表现出更优的电化学催化活性（质量/比活性、耐久性）。尤为重要的是,所合成的GO/PtPd复合材料催化剂即使在低温条件下也表现出优异的电催化活性:以常温（25℃）条件下的MOR电催化活性作为标准,低温（5℃）下的MOR电催化活性仍能保留70%,远大于商用Pt/C催化剂仅有的57%。本研究通过对GO表面含氧官能团的优化改性,可以有效负载生长出多形态的金属纳米构型,由此获得优异的光电转换性能有利于促进多功能复合材料的前沿交叉研究。
江文斌[4]（2021）在《金属-氧化物复合纳米催化剂的理性设计及其催化机理研究》文中认为异相催化在能源、环境与化工生产等许多领域中都发挥着重要的作用。在各种异相催化剂中,金属与金属氧化物复合纳米催化剂由于其独特的性能而备受关注。具体来说,金属与氧化物组分之间丰富的相互作用为复合催化剂的性能调控提供了大量的可能性,从而使其广泛应用于各类催化反应中。尤其是在光催化中,当金属组分具有明显的等离激元效应时,光-物质相互作用为进一步优化催化反应活性与选择性提供了新的契机。尽管具有十分广阔的前景,金属与氧化物组分之间复杂的相互作用模式,也限制了对反应机理以及催化剂结构-性能关系的深入研究。从这个意义上说,无论是希望获得优异的催化性能还是深入的机理理解,金属-氧化物复合纳米催化剂结构的理性设计都是至关重要的。本论文以碳基分子的选择性转化反应为立足点,旨在通过对（等离激元）金属-氧化物复合纳米催化剂进行理性设计与精准集成,来解决一些与催化剂和催化反应相关的关键科学问题。具体来说,基于所制备的结构清晰的复合纳米催化剂,结合先进表征手段,从原子和分子尺度来理解催化反应机理以及反应中的结构-性能关系,从而理解金属与氧化物组分之间的相互作用及其对催化反应的影响。本论文的研究结果对于今后高性能金属-氧化物复合纳米催化剂的理性设计、精准集成以及深入机理研究具有重要的借鉴意义。所取得的主要研究成果如下:1.针对光催化甲烷转化反应中具有高附加值的不饱和碳氢产物（如乙烯）选择性低的问题,本文构建了 ZnO负载的AuPd核壳结构,以将Pd位点引入至ZnO-Au界面处。在这一结构中,ZnO在光激发下提供催化活性的Zn+-O-对。Au作为等离激元金属提供局域电场以进一步促进ZnO上Zn+-O-对的产生。而Pd位点则作为修饰剂旨在调控复合催化剂的脱氢能力,以实现对光催化甲烷转化活性以及产物乙烯选择性的调控。多种原位表征结果揭示,Pd诱导的催化剂脱氢能力开启了一条直接光催化甲烷向乙烯转化途径。在光化学反应过程中,甲烷分子首先在Pd的辅助下在ZnO表面解离为甲氧基。然后这些甲氧基中间体进一步脱氢并与甲基自由基偶联生成乙氧基,最后脱氢得到乙烯。这一工作为温和条件下的甲烷转化途径提供了新的见解,并强调了脱氢功能设计对于光催化反应活性与不饱和碳氢化合物选择性的重要性。2.在前期工作的基础上,本文进一步研究等离激元金属吸光中心与催化活性位点之间的能量耦合途径及其对催化反应活性与选择性的影响。为此,本文以CO2加氢反应为研究对象,构建了 Ru修饰的Au@CeO2核壳结构以将CeO2-Ru催化位点集成到Au的表面。在这一结构中,Au作为等离激元吸光中心捕获光能以驱动CeO2-Ru表面的反应。CeO2壳层一方面可以稳定Au纳米结构,另一方面可以通过金属-氧化物相互作用来修饰Ru位点。基于这一结构设计,本文得以厘清等离激元的热效应与非热效应对催化反应的贡献。在光化学反应过程中,Au等离激元的热效应为CeO2-Ru表面反应提供局域高温。另一方面,Au等离激元引起的强局域电场（非热效应）可以促进氢分子在Ru位点上的解离以及随后氢原子向CeO2表面的溢流,从而导致CO2加氢向甲烷转化的活性与选择性提升。这一工作为等离激元非热效应在催化中的作用提供了新的见解,并为高活性与选择性等离激元光催化剂的理性设计提供了参考。3.基于前两个工作中对金属-氧化物界面在催化中重要性的理解,本文进一步探究金属-氧化物复合纳米催化剂中界面以外的氧化物（远端氧化物）对催化反应的贡献。为此,本文以Au/氧化物催化的选择性醇氧化反应为研究对象,构建了具有多孔氧化物壳层以及可控壳层厚度的Au/氧化物核壳结构。基于这一模型结构,本文得以弱化氧化物对金属的影响,从而突出氧化物对催化反应的直接贡献。结果表明,远端氧化物可以通过与Au/氧化物界面串联工作而对催化反应做出重大贡献。具体来说,Au/氧化物界面可以在O2存在下催化醇氧化生成醛和H2O2,遵循传统反应机理。然后,累积的H2O2副产物可以在远端氧化物表面被进一步活化以生成羟基自由基,从而开启一条新的醇氧化途径。同位素实验结果表明这一远端氧化物上的新反应途径可以贡献高达40.8%的产物醛。这项工作提供了对之前研究中被忽略的氧化物作用的宝贵见解,并强调了同时进行表面和界面结构优化对先进金属/氧化物催化剂设计的重要性。
李文怡[5]（2021）在《高效金属及金属氧化物电催化剂的制备及其固氮性能研究》文中指出氮是构成生物体的重要组成部分,在地球生命中扮演着无可替代的角色。近年来,常温常压的电化学固氮合成NH3和NO3-（主要为电化学氮还原反应（NRR））技术凭借其绿色无污染、经济、低能耗等优势受到了广泛关注,有望替代传统高能耗、高投入的工业哈伯-博施（Haber-Bosch）工艺和Ostwald工艺。然而,目前电化学固氮面临的最大挑战是较低的产率和选择性。因此开发和构筑高效的固氮电催化剂和合理地设计电催化体系至关重要。液相激光合成技术,包含液相激光熔蚀技术（LAL）和液相激光辐照技术（LIL）,是一种基于液相中激光与物质相互作用制备纳米材料和纳米结构的新方法。与传统纳米材料制备方法相比,液相激光合成技术因为局域极端高温高压非平衡条件和快速淬冷过程,可以将无活性或活性差的块体靶材和粉末转化成高活性、高反应性的纳米材料。而其独特的光热效应可以对金属及金属氧化物纳米材料进行表面缺陷构筑及组分和结构调控,直接或间接地提升催化剂的电催化活性。基于此,本文工作采用LAL和LIL技术制备小尺寸金属及金属氧化物纳米催化剂,通过调控表面缺陷、组分和尺寸来提高材料的本征活性和表观活性。另外通过构筑流态式反应体系和改良反应装置,提高催化剂催化活性位点的利用率,加快电化学反应动力学,实现高效电化学固氮。本论文工作主要研究内容和取得的成果如下:一、纳米金（Au）催化剂在电化学NRR上已经展现出优异的潜力,通过表面缺陷构筑和结构调控能促进这类催化剂性能的进一步提升。本章工作通过LAL法在丙酮溶液中激光熔蚀Au靶材制备出碳包覆金纳米颗粒（Au@C）催化剂,展现出显着提升的电化学NRR活性。结果表明,超薄的缺陷碳层不仅能够与Au核相互作用形成Au-O-C键,为NRR提供更多的反应活性位点,而且能有效地抑制Au纳米颗粒在电化学反应过程造成的团聚现象。与纯Au纳米颗粒（Au-NS）对比,Au@C电催化剂的NRR活性明显提高,在-0.45 V（vs.RHE）最优电位下,氨产率达到241.9 μgh-1 mgcat.-1,法拉第效率达到40.1%。此外,DFT计算也证实了碳空位在Au@C电催化NRR中起到了关键作用。二、电化学NRR性能的提升依赖于高效电催化剂的制备和电催化体系的建立。本章通过LAL法在去离子水中激光熔蚀银（Ag）靶材制备超小尺寸的银纳米点（AgNDs）催化剂。小尺寸的纳米点可以提供大量的反应活性位点（面、边、角）,为了更有效地利用这些反应活性位点,进一步构筑了一种以钛网为集流体,AgNDs催化剂高度分散在电解液中的流态式电催化体系。实验结果表明,采用流态式电催化体系,AgNDs催化剂在-0.25 V（vs.RHE）电位下,氨产率和法拉第效率分别可以达到600.4±23.0μg h-1mgAg-1和10.1±0.7%,产率相比于传统电极负载体系提高了 7.5倍。为了进一步提高流态式电催化体系的法拉第效率,我们在Ti网集流体表面改性一层富氧空位氧化钛（Ov-TiO2/Ti）。表面Ov-TiO2不仅降低了 Ti网的阴极电流,还可以作为电催化剂为NRR提供额外的反应活性位点。实验结果表明以Ov-TiO2/Ti为集流体,整个反应体系的法拉第效率提高了 2倍。此外我们还开发了一种“S-型”钛板两电极反应器,实现了两电极流动NRR反应。三、非贵金属氧化物催化剂与贵金属催化剂相比,价格低廉、易获得且易调控。表面缺陷构筑和尺寸调控可以有效提高金属氧化物的本征活性和表观活性。本章工作通过LAL法在水中激光熔蚀钴（Co）靶材制备出小尺寸富氧空位的Co3O4纳米颗粒（L-CO3O4-4.0）催化剂用于电化学NRR。由于激光熔蚀过程中快速淬冷的特点,导致Co靶材氧化不充分,同时限制了氧化产物的继续增大,因而制备的Co3O4纳米颗粒表面带有大量氧空位缺陷,且尺寸很小。氧空位的引入作为N2吸附和活化的活性位点,改善了 Co3O4的本征活性。小尺寸则有利于增加Co3O4的表观活性。利用激光制备的L-CO3O4-4.0可以高度分散在溶液中这一特点,采用流态式电催化体系来评估L-CO3O4-4.0的NRR活性。实验结果表明,流态方式可以充分利用L-CO3O4-4.0暴露的活性位点,在-0.30 V（vs.RHE）最优电位下,氨产率可以达到235.0μg h-1 mgcat-1,法拉第效率达到16.3%。借鉴此种方法我们拓展了一系列LAL法制备的小尺寸富氧空位过渡金属氧化物（ZnO、MoO3、TiO2、NiO）用于高效流态式电化学NRR,证明了流态式电催化体系对于小尺寸纳米颗粒电催化剂的普适性。四、流态式电催化体系可以显着克服传统电极负载方式的弊端,但其背后的动力学原因尚未可知。本章工作通过LIL法激光辐照商业V2O5粉末制备得到超小尺寸的V2O5纳米点（L-V2O5NDs）双功能催化剂,在流态式电催化体系中实现高效电化学NRR和NOR。实验结果表明,在-0.20 V（vs.RHE）电位下,氨产率可以达到575.3 μgh-1 mgcat.-1,法拉第效率为28.6%。在2.4 V（vs.RHE）电位下,NO3-产率可以达到1388.0μgh-1 mgcat.-1,法拉第效率为7.8%。双功能电催化活性来源于超小尺寸纳米点暴露的活性位点（面、边、角）,同时表面大量的氧空位缺陷有助于促进N2的吸附和活化。进一步采用蒙特卡罗模拟和有限差分法分别构筑了流态式电催化和传统负载方式电催化两种动力学模型,模拟结果证明使用流态式电催化体系可以有效加快电化学反应动力学,极大地提高反应产率,为优化实验条件、理解实验现象背后的动力学原因提供了理论支持。
张良才[6]（2021）在《Pd/ZnO催化剂在CO2加氢制备甲醇反应中的粒径效应研究》文中研究指明CO2加氢是有效降低大气中的CO2浓度,并获得具有高附加值的甲醇化工原料的一个重要途径。在该反应中,Pd/Zn?催化剂因其优异的催化性能以及稳定性,受到了众多关注。本研宄论文,通过利用原子层沉积(Atomic layer deposition,AIX〇技术在精细调控金属粒径上的优势,精准调控Pd颗粒的尺寸,深入研究尺寸依赖的金属-载体强相互作用（Strong metal-support interactions,SMSI）特性,以及其对C02加氢活性和选择性的影响。取得的主要研宄成果如下:发现Pd/ZnO催化剂体系中,SMSI具有鲜明的尺寸依赖性,继而对C02加氢活性和选择性产生重要影响。我们首先利用ALD技术在形貌规整的ZnO纳米盘载体上制备了一系列不同粒径(1.6 nm至7.9 nm〇的Pd金属颗粒。通过利用C0化学吸.附和TEM等表征手段,我们发现Pd/ZnO催化剂经过250°C下H2还原后,直径为2.5nm以上的Pd金属颗粒比直径为1.6nm的Pd金属颗粒更容易被ZnO所包裹。XPS的结果也表明经过250°C下H2还原后,1.6-nm Pd/ZnO催化剂的电子结构和其他粒径的Pd/ZnO催化剂有着显着不同。在C02加氢制备甲醇反应中,我们发现粒径大于2.5 nm的Pd/ZnO催化剂均比1.6-nm Pd/ZnO催化剂表现出更高的本征活性（TOF）和甲醇选择性。这些差异一方面归因于尺寸依赖的SMSI效应导致的不同粒径Pd/ZnO催化剂的Pd-ZnO界面多少不同,另—方面归因于不同粒径Pd/ZnO催化剂的电子结构不同引起的对CO结合强度的差异。此外,我们还采用ALD的方式在1.6-rnn Pd/ZnO催化剂包裹了8个周期的ZnO,在不改变Pd颗粒尺寸的情况下,通过人为的方式增加了催化剂的PdZnO界面。对比实验结果表明,在1.6-nmPd/ZnO催化剂上包裹了8个周期ZnO后,催化剂的活性较未包裹之前有显着提升,但其对甲醇的选择性仍然远低于其他粒径Pd/ZnO催化剂对甲醇的选择性。这个结果再次验证了我们上述对Pd/ZnO催化剂中粒径效应的理解。
赵王辉[7]（2021）在《小分子加氢机理的第一性原理研究》文中研究表明多相催化小分子转化是个火热话题,它在能源、化工、农业和材料合成等诸多领域都发挥着不可取代的作用。寻找高活性和高选择性的多相催化剂是大家一直努力的方向。通过实验和理论方法相结合,精准设计出高效的多相催化剂的可行性非常高,而其中的首要问题就是理解催化过程中涉及到的反应机理。在实验上,局限于现有的实验仪器条件,很难精确地通过表征方法探测到实验过程中参与的多重中间物质,因此对于反应机理的解释模糊不清。因此,我们需要借助理论计算工具在原子、分子尺度上构建催化剂模型,并且对其可能的复杂反应路径进行对比分析,这为理解反应机理和精准设计高效催化剂提供理论支撑。本论文主要包含四个章节。首先介绍密度泛函理论（DFT）和小分子加氢现状,其次介绍N2加氢电化学还原产氨的工作,紧接着简单介绍了 CO2加氢还原到甲酸和甲醇的工作,最后一章是对所做工作进行简单的总结以及展望。第一章首先对密度泛函理论（DFT）进行了简单的介绍。随后,我们介绍了几种交换关联泛函,主要包括局域自旋密度近似（LSDA）、广义梯度近似（GGA）和杂化泛函,并介绍了我常用的几种软件包和过渡态计算方法。最后,我们介绍了小分子N2和CO2加氢的反应机理及研究现状。第二章介绍氮气还原反应（NRR）产氨的理论工作。这里包括三个部分:第一部分介绍石墨烯的制备方法以及电子结构性质、氮掺杂石墨烯的制备及物理化学性质和氮掺杂石墨烯对NRR的影响。第二部分是关于吡啶氮掺杂石墨烯负载Mo1（Cr1）作为高效NRR电催化剂的理论研究,经过几方面性质筛选最终确定Mo1（Cr1）/pyridine-N3-G为高效固氮电催化剂。第三部分探究掺杂过渡金属原子的配位环境对其电催化固氮性质的影响。我们将石墨烯上的吡啶氮更换为吡咯氮,通过机器学习方法来确定影响活性和选择性的本质影响因子。第三章介绍二氧化碳还原反应（CO2RR）产甲酸和甲醇的工作。首先介绍我们与实验组曾杰老师等人合作的一个关于电催化CO2还原到甲酸的工作。通过将氧化铟和氧化石墨烯进行化学偶联,使得材料间的电子转移协同催化CO2,从而起到高效电化学还原CO2至甲酸的目的。然后我们介绍一种单原子催化剂Pt1@MIL,并对其CO2加氢转化成甲醇的机理进行探究,经过DFT计算发现*HCOO是整个反应过程中的关键中间产物,且其过渡态能垒只有0.71 eV,比形成另一中间体*COOH的能垒低了 0.80 eV,保证了在Pt1@MIL上产甲醇的高选择性。最后介绍我们正在进行的一个工作,利用氮掺杂Co纳米片催化CO2加氢制甲醇,并且通过DFT解释了其中间体*NHx的协同催化作用,揭示了其高活性产甲醇的机理。第四章是对目前所做工作进行总结和展望。我们主要从事小分子加氢的第一性原理研究,从氮气还原和二氧化碳还原反应着手,设计高稳定性、高活性和高选择性的催化剂材料,并从反应机理出发挖掘隐藏的机理,为大家后续精准设计高效催化剂做准备。我们未来计划通过几种常用的改性手段来设计新型高效催化剂,将CO2分子还原到高附加值的C2产物,比如乙醇和乙烯,解决能源危机。
朱姗[8]（2021）在《二维金属氧化物的可控制备及其光催化转化碳基小分子的研究》文中研究表明近年来,全球变暖引起的一系列环境问题已经受到国际社会的高度关注。大气中逐渐增多的温室气体严重限制了人类的可持续发展,其中CO2和CH4作为最主要的温室气体能够造成极强的温室效应。因而,将此类温室气体小分子通过光催化转化为更高附加价值的化学物质不仅有利于缓解环境压力,也可以带来额外的经济价值。然而,目前多数催化剂光催化转化小分子的效率较低,原因在于光照下催化剂中的光生电子-空穴的分离效率较低、载流子传输速度较慢。如何制备出高活性、高选择性的光催化剂依然是当前研究的重点。得益于极大的比表面积、丰富的活性位点、较短的载流子传输距离,二维材料在催化领域中展现了独特的优势。本文以二维金属氧化物作为基础,通过调控其原子和电子的结构,探究了微观结构与宏观催化性能之间的关系,从而为实现更高效的光催化二氧化碳或甲烷转化提供新思路。本论文主要研究内容如下:1、设计构筑富含电荷极化金属位点对的Co3O4纳米片用于提升光还原CO2制C2性能:为了促进C-C偶联以选择性地将CO2光还原为C2产物,设计构建出了具有丰富电荷极化金属位点对的光催化剂。以Co3O4为例,通过还原气氛中煅烧的方法成功制备出具有丰富电荷极化Co金属位点对的Co3O4纳米片,X射线光电子能谱、同步辐射X射线近边吸收谱和电子顺磁共振波谱证实,相对于完整Co3O4纳米片,部分还原Co3O4纳米片表面氧空位缺陷的形成导致出现了更多的Co2+位点。此时,新出现Co2+位点与周围的Co3+位点构成了电荷极化的Co位点对。准原位X射线光电子能谱结果证实表面富电子的Co2+位点可以在重新氧化成Co3+位点的同时将电子提供给吸附的CO2分子,从而促进了 CO2活化过程。此外,密度泛函理论计算证明部分还原Co3O4纳米片表面产生的氧空位缺陷导致表面Co位点上的电荷不对称分布,且形成的电荷极化Co金属位点对降低了 C-C偶联的反应能垒并缩短了 C-C键长,最终加速了 COOH*中间体的二聚过程;同时,电荷密度增加的钴位点促进了关键中间体中C-O键的裂分,进而有利于乙酸产物的脱附。因此,富含电荷极化钴位点对的Co3O4纳米片可以实现直接从模拟空气中捕获CO,并在92.5%的乙酸选择性下实现模拟空气中CO2的2.75%转化率。2、设计构建掺杂Cu的SrTiO3薄片用于提升可见光还原CO2性能:为了拓展宽带隙半导体的光吸收范围并提升可见光催化还原CO2的性能,设计构建了金属元素掺杂的二维钙钛矿光催化材料。以Cu元素掺杂的二维SrTiO3薄片为例,X射线光电子能谱和X射线近边吸收结构光谱表明掺杂的Cu原子取代了SrTiO3晶格中的Sr位点。同时,表面电荷密度理论模拟证实在掺Cu后,电子集中分布在Cu位点上,因此Cu位点有望作为反应活性位点促进催化剂表面CO2分子吸附,进而提升CO2还原性能。CO2的程序升温测试佐证了掺入Cu后,催化剂表面吸附CO2的能力得到了提升。此外,密度泛函理论计算显示相较于初始的SrTiO3薄片,掺入Cu后SrTiO3薄片上CO2还原中的决速步即生成*CO中间体步骤的能垒由2.245 eV降低到0.505 eV,证实Cu的掺杂有利于促进CO2还原产CO。最终,掺入1%Cu的SrTiO3薄片在可见光下展现了 10.4 μmol g-1 h-1的催化CO2还原生成CO的速率,高于初始SrTiO3薄片10倍以上。3、设计制备ZnO薄片以实现常压和近常温下高效光氧化CH4制液态氧化物:为了提供大量的活性O-物种来活化CH4中的惰性C-H键,构建了表面具有丰富配位不饱和氧原子的超薄二维氧化物半导体。以制备的ZnO纳米片为例,原位电子顺磁共振波谱直接证明了光催化反应体系中活性O-物种和·CH3自由基的存在,表明ZnO纳米片表面晶格氧可以有效捕获光生空穴以产生活性O-物种,这些O-物种可以有效地裂解CH4中第一个C-H键形成·CH3自由基。此外,自由基捕获实验和原位傅里叶变换红外光谱测试表明,·CH3自由基能够与·OH和·OOH自由基反应生成CH3OH和CH3OOH,而它们将通过脱氢反应进一步转化生成HOCH2OOH和HCOOH。吉布斯自由能计算结果证实反应的限速步是甲烷中的第一个C-H键断裂的过程,其在ZnO纳米片上的反应能垒仅为0.375 eV,暗示CH4分子在ZnO纳米片易于活化和转化。同时,相对于吸热的过度氧化生成CO步骤,从*CHO中间体部分氧化生成HCOOH为放热步骤,这表明甲烷在ZnO纳米片催化反应中更倾向于生成液体产物,而不是过度氧化成气体产物。最终,在1个大气压和较低温度（50℃）的催化条件下,ZnO纳米片光催化甲烷制液体含氧化合物的速率可以达到2.21 mmol g-1 h-1,选择性可以达到90.7%,超过了目前已报道的相似条件下的催化剂性能。
郑彬[9]（2017）在《CO低温氧化反应中铁基氧化物负载铂催化剂的载体效应研究》文中研究说明CO催化氧化是一个具有重要的应用背景的催化反应,在空气净化、气体纯化等领域备受关注;同时它也是一个极具代表性的探针反应,可以用来理解和解释多相催化中的基础问题,一直受到各国科研工作者的重视。在CO低温催化氧化方面,继Au基催化剂展现出优异的低温活性之后,人们发现负载型Pt基催化剂也可以在较低的温度下催化CO氧化,催化剂的活性和稳定性受到包括Pt粒子尺寸、载体的氧化还原性质以及载体与活性中心相互作用等诸多因素的影响,弄清这些因素的影响对于理性设计Pt基催化剂至关重要。本论文在前期利用胶体法控制Pt纳米粒子尺寸制备Pt/Fe Ox催化剂基础上,设法从载体角度出发,深入理解载体本身的性质对构建有高效活性中心发挥的作用。论文细致研究了氧化铁载体的结构和表面性质在构建Pt基活性中心和催化CO氧化反应过程中的影响,基本弄清了Fe Ox载体表面羟基在催化剂制备和反应过程中的作用;针对Fe Ox载体在长期使用过程中的稳定性差的问题,创新性地将具有反式尖晶石结构的MgFe2O4和具有钙钛矿结构的改性La Fe O3作为载体,构建了具有高活性和高稳定性的负载型Pt基催化剂,并进一步认识了载体在催化剂构建和反应中的作用。具体研究工作如下:一、氧化铁载体微结构在构建高效Pt/Fe Ox催化剂中的作用通过对水铁矿进行不同温度热处理,制备了具有不同结构和表面性质的Fe Ox载体。基于一种简单的胶体沉积方法,将3-4 nm的铂纳米粒子负载到具有不同微结构的Fe Ox载体上,制备了一系列Pt/Fe Ox-T催化剂,并深入研究了载体微结构和CO催化氧化性能的关系。对于最优的Pt/Fe Ox催化剂,在相对较高的空速下（1.2×105 m L·g-1·h-1）,能够在室温条件下（298 K）将CO完全催化氧化。通过不同温度热处理制备的Fe Ox载体,由水铁矿向α-Fe2O3转变。在相转变过程中,Fe Ox载体表面羟基数量不断减少。虽然在催化剂制备过程中,铂纳米粒子不可避免地被氧化,但是表面富含羟基的Fe Ox载体仍能保留相对大量的Pt0物种,Pt0物种能够增强与CO之间的反馈键,活化CO。通过原位漫反射红外表征,发现Fe Ox载体表面的羟基能够参与到CO氧化反应过程中,羟基能够和吸附在铂上的CO发生反应,并且很容易在常温常湿条件下恢复。这些结果表明Fe Ox载体的微结构不仅影响铂纳米粒子的状态,而且能够提供CO氧化过程中新的活性位。因此具有丰富表面羟基的Fe Ox载体适用于制备高效的CO低温氧化铂催化剂。二、MgFe2O4反式尖晶石作为载体制备具有高活性和高稳定性的Pt/MgFe2O4催化剂在上述工作基础上,为了提高铂催化剂的稳定性,本章将具有尖晶石结构的铁酸镁载体引入到催化剂体系中。通过合成方法调变,成功制备出具有反式尖晶石性质的MgFe2O4载体。该MgFe2O4载体具有较好的热稳定性,并且表面富含配位不饱和氧,负载铂纳米粒子制备的Pt/MgFe2O4催化剂,在常温常湿条件下CO氧化反应中表现出较好的活性和稳定性。MgFe2O4载体表面的配位不饱和氧物种是Pt/MgFe2O4催化剂具有高活性的原因,这些氧物种能够参与到CO氧化反应中,并且能够通过外界O2补充,MgFe2O4载体的反式尖晶石性质可能更有利于O-O键的活化和裂解。对于Pt/MgFe2O4催化剂来说,CO催化氧化遵循氧化还原机理。三、钙钛矿结构铁酸镧负载Pt催化剂上CO氧化反应性能研究在本章中,将结构和表面性质可调的钙钛矿型复合氧化物（ABO3）引入到催化剂体系中。通过选用不同比例的La与Fe制备钙钛矿型复合氧化物,然后用作载体制备铂催化剂。在La Fe2Ox氧化物中,多出的铁物种会限制La Fe O3粒子生长并在周围形成无定型结构的铁氧化物。因此相比于La Fe O3,La Fe2Ox具有较大的比表面,表面氧物种更为丰富稳定,负载Pt纳米粒子后比表面和表面氧物种几乎不变。因此该催化剂在常温常湿条件下CO氧化反应中表现出较高的催化活性和稳定性。钙钛矿型铁氧化物载体表面丰富的氧物种是催化剂具有较高活性的原因。通过原位红外漫反射表征对CO反应过程进行了监测,发现在干燥条件下,CO与催化剂表面的氧物种形成碳酸盐物种,并且覆盖在催化剂表面,导致催化剂的活性下降。在常温常湿条件下,CO与H2O、O2在催化剂表面形成更容易分解的碳酸氢盐,因而表现出更高的活性稳定性。H2O的参与改变了反应历程,使催化反应更容易进行,也使得该催化剂具有更高的实用价值。
张祎,刘有智,袁志国[10]（2014）在《密闭空间一氧化碳净化技术探讨》文中研究说明介绍了低温催化氧化,溶液吸收,吸附,光催化等清除CO的方法,并讨论了它们在密闭空间的适用性及其优缺点。
二、Au/ZnO催化剂的表征及常温常湿条件下CO氧化性能研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Au/ZnO催化剂的表征及常温常湿条件下CO氧化性能研究（论文提纲范文）
（1）含金属或金属氧化物的中空介孔二氧化硅纳米反应器的合成及其在废水处理中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 纳米催化剂的概述 |
| 1.2 纳米反应器的概述及分类 |
| 1.2.1 含金属介孔纳米反应器 |
| 1.2.2 中空介孔纳米反应器 |
| 1.2.3 含金属或金属氧化物的中空介孔纳米反应器 |
| 1.3 含金属介孔二氧化硅纳米反应器的制备方法 |
| 1.3.1. 微乳液法 |
| 1.3.2 反相微乳液法 |
| 1.4 中空介孔二氧化硅纳米反应器的制备方法 |
| 1.4.1 微乳液 |
| 1.4.2 反相微乳液法 |
| 1.4.3 硬模板法 |
| 1.4.4 软模板法 |
| 1.4.5 自模板法 |
| 1.5 含金属或金属氧化物的中空介孔二氧化硅纳米反应器的合成方法 |
| 1.5.1 反相微乳液 |
| 1.5.2 气泡模板法 |
| 1.5.3 硬模板法 |
| 1.5.4 软模板法 |
| 1.5.5 吸附还原法 |
| 1.6 纳米催化剂在废水处理中的应用 |
| 1.6.1 染料废水处理的概述 |
| 1.6.2 现有化学法对于染料废水的处理 |
| 1.6.3 纳米催化剂在染料降解中的应用 |
| 1.6.4 氯酚类化合物处理的概述 |
| 1.6.5 现有氯酚类化合物处理技术 |
| 1.6.6 纳米催化剂在氯酚类化合物的催化加氢脱氯中的应用 |
| 1.7 课题的提出与研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验所需药品 |
| 2.1.1 M_xO_y@HMSNs合成所需药品 |
| 2.1.2 Co_xO_y@HMSNs在染料降解实验中所需药品 |
| 2.1.3 M@HMSNs或M_xO_y@HMSNs的合成所需药品 |
| 2.1.4 Pd@HMSNs在氯酚类化合物催化加氢脱氯中所需药品 |
| 2.2 实验所需仪器 |
| 2.3 材料表征所需仪器及介绍 |
| 2.3.1 实验所需表征 |
| 2.3.2 TEM表征 |
| 2.3.3 EDS表征 |
| 2.3.4 XRD表征 |
| 2.3.5 ICP-OES分析 |
| 2.3.6 BET表征 |
| 2.3.7 FT-IR分析 |
| 第三章 含过渡金属氧化物中空介孔二氧化硅纳米反应器的合成及其在染料降解中的应用 |
| 3.1 实验背景 |
| 3.2 实验原理 |
| 3.3 M_xO_y@HMSNs合成的具体实验过程 |
| 3.3.1 M_xO_y@HMSNs的合成 |
| 3.3.2 Co_xO_y/SiO_2的合成 |
| 3.4 M_xO_y@HMSNs的各种表征 |
| 3.4.1 TEM表征 |
| 3.4.2 XRD以及EDS表征 |
| 3.4.3 HAADF-STEM表征 |
| 3.4.4 氮气的吸脱附曲线表征 |
| 3.5 M_xO_y@HMSNs在处理染料废水中的实验背景 |
| 3.6 M_xO_y@HMSNs在处理染料废水中的实验原理 |
| 3.7 M_xO_y@HMSNs进行染料降解的实验过程 |
| 3.7.1 M_xO_y@HMSNs对亚甲基蓝的降解 |
| 3.7.2 不同反应条件Co_xO_y@HMSNs和Co_xO_y/SiO_2对亚甲基蓝的降解 |
| 3.7.3 Co_xO_y@HMSNs和Co_xO_y/SiO_2在酸性染料中的降解 |
| 3.7.4 Co_xO_y@HMSNs和Co_xO_y/SiO_2在中性染料中的降解 |
| 3.7.5 Co_xO_y@HMSNs和Co_xO_y/SiO_2在碱性染料中的降解 |
| 3.7.6 Co_xO_y@HMSNs对亚甲基蓝溶液的吸附 |
| 3.7.7 Co_xO_y@HMSNs对亚甲基蓝降解的稳定性试验 |
| 3.8 M_xO_y@HMSNs在染料降解中的结果与讨论 |
| 3.8.1 染料浓度与紫外吸收峰线性关系以及染料稀释倍数的确定 |
| 3.8.2 M_xO_y@HMSNs对亚甲基蓝溶液的降解 |
| 3.8.3 不同反应条件,Co_xO_y@HMSNs以及Co_xO_y/SiO_2对亚甲基蓝的降解 |
| 3.8.4 Co_xO_y@HMSNs以及Co_xO_y/SiO_2在不同类型染料中的降解 |
| 3.8.5 Co_xO_y@HMSNs在亚甲基蓝降解的稳定性实验 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 一种对于金属具有普适性的方法来合成含金属或金属氧化物中空介孔二氧化硅纳米反应器 |
| 4.1 实验背景 |
| 4.2 实验原理 |
| 4.3 M@HMSNs或M_xO_y@HMSNs的合成 |
| 4.3.1 含贵金属或氧化物中空介孔二氧化硅纳米反应器的合成 |
| 4.3.2 含镧系金属氧化物中空介孔二氧化硅纳米反应器的合成 |
| 4.3.3 含过渡金属氧化物中空介孔二氧化硅纳米反应器的合成 |
| 4.3.4 含主族金属氧化物中空介孔二氧化硅纳米反应器的合成 |
| 4.3.5 含碱土金属氧化物中空介孔二氧化硅纳米反应器的合成 |
| 4.3.6 含双金属或其氧化物中空介孔二氧化硅纳米反应器的合成 |
| 4.4 M@HMSNs或M_xO_y@HMSNs的表征 |
| 4.4.1 紫外和光散射表征 |
| 4.4.2 TEM、XRD以及EDS表征 |
| 4.4.3 HADDF-STEM表征 |
| 4.4.4 FT-IR表征 |
| 4.4.5 氮气吸脱附曲线以及孔径分布的表征 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Pd@HMSNs在氯酚类化合物催化加氢脱氯中的应用 |
| 5.1 实验背景 |
| 5.2 实验原理 |
| 5.3 Pd/SiO_2的合成和Pd/SiO_2、Pd@HMSNs在氯酚催化加氢脱氯的实验过程 |
| 5.3.1 Pd/SiO_2的合成 |
| 5.3.2 不同转速下Pd@HMSNs的对氯苯酚催化加氢脱氯 |
| 5.3.3 不同种类碱Pd@HMSNs的对氯苯酚催化加氢脱氯 |
| 5.3.4 不同氢氧化钠量Pd@HMSNs的对氯苯酚催化加氢脱氯 |
| 5.3.5 Pd@HMSNs和Pd/SiO_2对各种氯酚的催化加氢脱氯 |
| 5.3.6 Pd@HMSNs在对氯苯酚催化加氢脱氯反应中的稳定性 |
| 5.4 Pd/SiO_2以及Pd@HMSNs催化加氢脱氯的结果与讨论 |
| 5.4.1 对氯苯酚催化加氢脱氯反应条件的确定 |
| 5.4.2 Pd/SiO_2的TEM表征以及颗粒统计 |
| 5.4.3 Pd/C、Pd/SiO_2以及Pd@HMSNs在各种氯酚催化加氢脱氯 |
| 5.4.4 Pd/SiO_2和Pd@HMSNs在各种二氯苯酚的催化加氢脱氯 |
| 5.4.5 Pd/SiO_2和Pd@HMSNs的稳定性实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 课题创新性 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间研究成果 |
（2）Pd-Cu/羟基磷灰石催化剂低温催化CO（优先）氧化（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述与课题选择 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 CO低温氧化催化剂的研究进展 |
| 1.2.1 贵金属催化剂 |
| 1.2.2 非贵金属氧化物催化剂 |
| 1.2.3 负载型Wacker催化剂 |
| 1.3 富氢条件下CO优先氧化催化剂的研究进展 |
| 1.3.1 铂族贵金属催化剂 |
| 1.3.2 金基贵金属催化剂 |
| 1.3.3 非贵金属氧化物催化剂 |
| 1.4 羟基磷灰石的研究现状 |
| 1.5 选题依据与研究内容 |
| 第二章 实验试剂、仪器及表征手段 |
| 2.1 主要试剂和仪器 |
| 2.1.1 试剂 |
| 2.1.2 仪器 |
| 2.2 催化剂表征 |
| 2.2.1 元素分析 |
| 2.2.2 N_2-物理吸附 |
| 2.2.3 XRD |
| 2.2.4 TEM |
| 2.2.5 HAADF-STEM和 EDS-Mapping |
| 2.2.6 FT-IR |
| 2.2.7 Raman |
| 2.2.8 H_2-TPR |
| 2.2.9 CO_2-TPD |
| 2.2.10 XPS |
| 2.2.11 CO原位红外分析 |
| 2.3 实验装置 |
| 2.3.1 CO催化氧化反应评价 |
| 2.3.2 CO优先氧化反应评价 |
| 2.3.3 原料气中水汽引入装置 |
| 第三章 钠修饰对Pd-Cu/羟基磷灰石催化剂结构及其CO低温氧化性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂制备 |
| 3.3 CO催化氧化性能 |
| 3.4 催化剂表征结果 |
| 3.4.1 元素分析 |
| 3.4.2 XRD分析 |
| 3.4.3 N_2-physisorption分析 |
| 3.4.4 FT-IR分析 |
| 3.4.5 XPS分析 |
| 3.4.6 H_2-TPR分析 |
| 3.4.7 CO_2-TPD分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 载体制备方法对Pd-Cu/羟基磷灰石催化剂结构及其CO低温氧化性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂制备 |
| 4.3 CO催化氧化性能 |
| 4.4 催化剂表征结果 |
| 4.4.1 元素分析 |
| 4.4.2 N_2-physisorption分析 |
| 4.4.3 XRD分析 |
| 4.4.4 FT-IR分析 |
| 4.4.5 H_2-TPR分析 |
| 4.4.6 CO_2-TPD分析 |
| 4.4.7 XPS分析 |
| 4.4.8 In-situ CO-DRIFTS分析 |
| 4.4.9 Pd-Cu/HAP催化剂上CO低温氧化反应机理探究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 铁修饰对Pd-Cu/羟基磷灰石催化剂结构及其低温CO优先氧化性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 催化剂制备 |
| 5.3 CO优先氧化性能 |
| 5.4 催化剂表征结果 |
| 5.4.1 XRD分析 |
| 5.4.2 N_2-physisorption分析 |
| 5.4.3 Raman分析 |
| 5.4.4 (HR)TEM和 HAADF-STEM分析 |
| 5.4.5 H_2-TPR分析 |
| 5.4.6 XPS分析 |
| 5.4.7 In-situ CO-DRIFTS分析 |
| 5.4.8 催化剂反应前后的XRD和 H_2-TPR分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 论文工作总结 |
| 6.3 创新性 |
| 6.4 后续工作设想 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（3）激光调控纳米金属的局域表面等离激元共振及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 LSPR研究进展 |
| 1.2.1 局域表面等离激元共振(LSPR)特性 |
| 1.2.2 纳米金属LSPR调控方式 |
| 1.2.3 纳米金属LSPR的应用 |
| 1.3 具有LSPR特性的纳米复合构型目前面临的挑战 |
| 1.4 本论文的研究思路与内容 |
| 第二章 激光辐照制备Au/Ag/AgCl纳米短链及光催化降解性能研究 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 主要试剂及仪器 |
| 2.2.2 激光制备Au/Ag/AgCl纳米短链 |
| 2.2.3 制备对照纳米光催化剂 |
| 2.2.4 光催化实验 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 Au/Ag/AgCl纳米短链的表面形貌表征 |
| 2.3.2 对照纳米光催化剂的表面形貌表征 |
| 2.3.3 Au/Ag/AgCl纳米短链合成机理探究 |
| 2.3.4 纳米产物的物相表征 |
| 2.3.5 可见光驱动的光催化性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 激光诱导调控Ag@Au纳米多枝及SERS性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 主要试剂及仪器 |
| 3.2.2 脉冲激光液相辐照合成Ag@Au纳米颗粒种子 |
| 3.2.3 置换共沉积合成Ag@Au纳米多枝 |
| 3.2.4 激光诱导调控Ag@Au纳米多枝 |
| 3.2.5 SERS检测 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 Ag@Au纳米颗粒种子的表征 |
| 3.3.2 Ag@Au纳米多枝的表征 |
| 3.3.3 Ag@Au纳米多枝合成机理的探索 |
| 3.3.4 SERS性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 激光诱导合成ZnO@Au复合构型及可循环SERS探测甲基蓝溶液 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 主要试剂及仪器 |
| 4.2.2 水热法合成ZnO纳米棒 |
| 4.2.3 激光辐照ZnO纳米棒负载Au纳米颗粒 |
| 4.2.4 SERS检测 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 半导体ZnO纳米片负载Ag纳米颗粒 |
| 4.3.2 ZnO@Au复合构型的物相表征 |
| 4.3.3 ZnO@Au复合构型的合成机理探究 |
| 4.3.4 探究ZnO@Au复合构型的SERS活性 |
| 4.3.5 甲基蓝(MB)的SERS循环检测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 GO/Au复合材料的制备及SERS性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.2.1 主要试剂及仪器 |
| 5.2.2 激光诱导合成GO/Au复合材料 |
| 5.2.3 SERS检测 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 GO/Au复合材料的物相表征 |
| 5.3.2 GO/Au复合材料中Au组分的可控调节 |
| 5.3.3 GO/Au复合材料合成机理探讨 |
| 5.3.4 探索GO/Au复合构型SERS活性 |
| 5.3.5 SERS增强机理探讨 |
| 5.3.6 SERS探测三种有机分子混合溶液 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 GO负载生长PtPd纳米花构型及电催化性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验方法 |
| 6.2.1 主要试剂及仪器 |
| 6.2.2 GO/PtPd复合材料的制备 |
| 6.2.3 PtPd双金属组分调控 |
| 6.2.4 电化学实验 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 GO/PtPd复合材料的表征 |
| 6.3.2 GO/PtPd复合结构的形成机制 |
| 6.3.3 电化学催化性能测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 发表论文与专利 |
| 获奖情况 |
| 附外文论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）金属-氧化物复合纳米催化剂的理性设计及其催化机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金属-氧化物复合纳米催化剂 |
| 1.2.1 金属-氧化物体系中的相互作用 |
| 1.2.1.1 电子转移 |
| 1.2.1.2 界面附近的活性物种迁移 |
| 1.2.1.3 氧化物对金属纳米颗粒形貌的影响 |
| 1.2.1.4 氧化物对金属纳米颗粒化学组分的影响 |
| 1.2.1.5 部分还原的氧化物向金属表面的迁移 |
| 1.2.2 金属-氧化物相互作用的调控策略 |
| 1.2.2.1 氧化物 |
| 1.2.2.2 金属纳米颗粒 |
| 1.2.2.3 金属-氧化物复合纳米催化剂的后处理 |
| 1.3 等离激元金属-氧化物复合纳米催化剂 |
| 1.3.1 金属的等离激元共振效应 |
| 1.3.2 等离激元弛豫及其对金属-氧化物复合纳米催化剂的影响 |
| 1.3.3 等离激元金属-氧化物相互作用的调控策略 |
| 1.3.3.1 等离激元金属纳米颗粒 |
| 1.3.3.2 氧化物 |
| 1.3.3.3 等离激元金属-氧化物复合结构设计 |
| 1.4 金属-氧化物复合纳米催化剂设计原则 |
| 1.4.1 合理选择材料 |
| 1.4.2 理性设计与精准集成复合结构 |
| 1.5 本论文的研究目的和研究内容 |
| 1.5.1 研究体系选择 |
| 1.5.2 研究目的 |
| 1.5.3 研究内容 |
| 1.6 化学试剂与实验仪器 |
| 1.6.1 实验主要化学试剂 |
| 1.6.2 实验常用仪器与设备 |
| 参考文献 |
| 第2章 ZnO-Au界面修饰Pd位点对光催化甲烷转化途径以及乙烯产物选择性的影响 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 漫反射红外光谱测试 |
| 2.2.3 X射线光电子能谱测试 |
| 2.2.4 光催化甲烷转化性能测试 |
| 2.2.5 第一性原理模拟 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 样品的结构表征 |
| 2.3.2 样品的光催化甲烷转化性能 |
| 2.3.3 光催化甲烷转化的机理研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 Au表面集成CeO_2-Ru位点用于等离激元驱动的选择性CO_2加氢 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品的制备 |
| 3.2.2 漫反射红外光谱测试 |
| 3.2.3 光催化CO_2加氢性能测试 |
| 3.2.4 局域电场模拟 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品的结构表征 |
| 3.3.2 样品的光催化CO_2加氢性能 |
| 3.3.3 等离激元效应与活性位点的能量耦合机制研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 Au/CuO核壳结构上界面与氧化物表面在醇氧化中的串联反应机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 CO吸附的漫反射红外光谱测试 |
| 4.2.3 自由基捕获测试 |
| 4.2.4 催化醇氧化性质测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 模型催化剂的构建 |
| 4.3.2 使用模型催化剂阐明远端氧化物的作用 |
| 4.3.3 醇氧化的机理研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）高效金属及金属氧化物电催化剂的制备及其固氮性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电化学合成氨技术 |
| 1.2.1 电化学氮还原(NRR)反应研究进程 |
| 1.2.2 NRR的理论研究 |
| 1.2.3 NRR的研究方法 |
| 1.2.4 NRR催化剂的设计 |
| 1.2.5 NRR体系的设计 |
| 1.3 电化学合成硝酸盐技术 |
| 1.3.1 电化学氮氧化(NOR)反应研究进程 |
| 1.4 液相激光合成技术 |
| 1.4.1 液相激光合成技术简介 |
| 1.4.2 液相激光合成技术在电催化领域的应用 |
| 1.5 本论文的研究内容与意义 |
| 参考文献 |
| 第2章 碳包覆金纳米颗粒(Au@C)的制备及其电催化合成氨性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 化学试剂 |
| 2.2.2 碳包覆金纳米颗粒(Au@C)催化剂的制备 |
| 2.2.3 材料表征 |
| 2.2.4 电化学NRR测试 |
| 2.2.5 电化学NRR产物标定 |
| 2.2.6 核磁共振氢谱(~1H NMR)分析 |
| 2.2.7 密度泛函理论(DFT)计算 |
| 2.3 结果和讨论 |
| 2.3.1 Au@C催化剂的结构和组成表征 |
| 2.3.2 Au@C催化剂的电化学NRR性能及催化机理 |
| 2.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第3章 银纳米点(AgNDs)的制备及其流态式电催化合成氨性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 化学试剂 |
| 3.2.2 银纳米点(AgNDs)催化剂的制备 |
| 3.2.3 材料表征 |
| 3.2.4 电化学NRR测试 |
| 3.2.5 密度泛函理论(DFT)计算 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 AgNDs催化剂的结构和组成表征 |
| 3.3.2 AgNDs催化剂的电化学NRR性能评估 |
| 3.3.3 AgNDs催化剂的电化学NRR催化机理 |
| 3.3.4 “S-型”钛板两电极流动反应器的构筑 |
| 3.3.5 钛(Ti)网集流体的改性 |
| 3.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第4章 富氧空位Co_3O_4纳米颗粒的制备及其流态式电催化合成氨性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 化学试剂 |
| 4.2.2 Co_3O_4催化剂的制备 |
| 4.2.3 材料表征 |
| 4.2.4 电化学NRR测试 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 Co_3O_4催化剂的结构和组成表征 |
| 4.3.2 L-Co_3O_4-4.0催化剂的NRR性能评估 |
| 4.3.3 多种金属氧化物催化剂的NRR性能评估 |
| 4.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第5章 富氧空位V_2O_5纳米点的制备及其流态式电催化固氮性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 化学试剂 |
| 5.2.2 L-V_2O_5NDs催化剂的制备 |
| 5.2.3 材料表征 |
| 5.2.4 电化学NRR及NOR测试 |
| 5.2.5 动力学模拟计算 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 L-V_2O_5NDs催化剂的结构和组成表征 |
| 5.3.2 L-V_2O_5NDs催化剂的电催化固氮性能 |
| 5.3.3 动力学模拟结果 |
| 5.4 结论 |
| 参考文献 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
（6）Pd/ZnO催化剂在CO2加氢制备甲醇反应中的粒径效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金属载体-强相互作用 |
| 1.2.1 金属-载体强相互作用的发现 |
| 1.2.2 金属-载体强相互作用的诱导条件 |
| 1.2.3 金属-载体强相互作用在催化反应中的作用 |
| 1.3 CO_2加氢制备甲醇 |
| 1.3.1 CO_2加氢制备甲醇的意义 |
| 1.3.2 CO_2加氢制备甲醇反应路径 |
| 1.3.3 Pd/ZnO催化剂在CO_2加氢制备甲醇反应中的粒径效应 |
| 1.4 原子层沉积技术 |
| 1.4.1 原子层沉积的发展 |
| 1.4.2 原子层沉积的原理 |
| 1.4.3 原子层沉积的特点 |
| 1.4.4 原子层沉积在催化领域中的应用 |
| 1.5 本论文的选题与创新点 |
| 第2章 实验试剂与表征仪器 |
| 2.1 主要实验试剂 |
| 2.2 催化表征与性能评价装置 |
| 2.2.1 样品水平型大功率X射线粉末衍射仪(XRD) |
| 2.2.2 X射线光电子能谱仪(XPS) |
| 2.2.3 感应耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES) |
| 2.2.4 场发射透射电子显微镜(HRTEM/HADDF-STEM) |
| 2.2.5 冷场发射扫描电子显微镜(CFESEM) |
| 2.2.6 傅里叶变换红外光谱仪(DRIFTS) |
| 2.2.7 全自动程序升温化学吸附仪 |
| 第3章 Pd/ZnO催化剂在CO_2加氢制备甲醇反应中的粒径效应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Pd/ZnO催化剂的制备 |
| 3.2.1 ZnO纳米盘的制备 |
| 3.2.2 不同粒径的Pd/ZnO催化剂的制备 |
| 3.2.3 1.6 nm-Pd/ZnO@8CZnO催化剂的制备 |
| 3.3 催化剂表征 |
| 3.3.1 C0吸附红外漫反射表征 |
| 3.3.2 Pd分散度测量 |
| 3.3.3 CO_2加氢制备甲醇性能测试 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.5 小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
（7）小分子加氢机理的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 密度泛函理论及小分子加氢现状 |
| 1.1 Hartree-Fock方法 |
| 1.2 密度泛函理论的基础 |
| 1.2.1 Hohenberg-Kohn定理 |
| 1.2.2 Kohn-Sham方程 |
| 1.3 交换关联泛函 |
| 1.3.1 局域自旋密度近似(LSDA) |
| 1.3.2 广义梯度近似(GGA) |
| 1.3.3 杂化泛函 |
| 1.3.4 相互作用修正方法 |
| 1.4 常用的基于密度泛函理论的软件包 |
| 1.5 密度泛函理论在电化学中的应用 |
| 1.5.1 溶剂化模型(solvent models) |
| 1.5.2 计算氢电极模型(CHE) |
| 1.6 常用的过渡态计算方法 |
| 1.6.1 ST方法 |
| 1.6.2 NEB和CI-NEB方法 |
| 1.6.3 Dimer方法 |
| 1.7 小分子加氢机理及现状 |
| 1.7.1 N_2加氢产NH_3 |
| 1.7.2 CO_2加氢产甲酸和甲醇 |
| 第2章 石墨烯作为基底设计新型高效固氮单原子电催化剂的理论研究 |
| 2.1 石墨烯的制备、改性及其在NRR上的应用 |
| 2.1.1 石墨烯的制备及电子性质 |
| 2.1.2 氮掺杂石墨烯制备及性质 |
| 2.1.3 氮掺杂石墨烯在NRR上的应用 |
| 2.2 吡啶氮掺杂石墨烯负载Mo_1(Cr_1)作为高效NRR电催化剂的理论研究 |
| 2.2.1 研究背景 |
| 2.2.2 计算细节 |
| 2.2.3 结果与讨论 |
| 2.2.4 小结 |
| 2.3 吡咯氮掺杂石墨烯负载Mo_1(W_1,Re_1)作为高效NRR电催化剂的理论研究 |
| 2.3.1 研究背景 |
| 2.3.2 计算细节 |
| 2.3.3 结果与讨论 |
| 2.3.4 小结 |
| 第3章 CO_2催化加氢还原的机理研究 |
| 3.1 CO_2加氢合成甲酸的机理研究 |
| 3.1.1 背景介绍 |
| 3.1.2 计算细节 |
| 3.1.3 结果与讨论 |
| 3.1.4 小结 |
| 3.2 CO_2加氢合成甲醇的机理研究 |
| 3.2.1 背景介绍 |
| 3.2.2 Pt_1@MIL催化CO_2加氢合成甲醇的机理研究 |
| 3.2.3 N掺杂Co催化CO_2加氢合成甲醇的机理研究 |
| 第4章 总结与展望 |
| 4.1 总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（8）二维金属氧化物的可控制备及其光催化转化碳基小分子的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光催化转化碳基能源小分子的研究进展 |
| 1.2.1 光催化CO_2还原的基本原理和研究进展 |
| 1.2.2 光催化甲烷氧化的基本原理和研究进展 |
| 1.3 二维纳米片的电子结构调控及其对光催化性能的影响 |
| 1.3.1 缺陷工程策略 |
| 1.3.2 表面修饰策略 |
| 1.3.3 杂化结构策略 |
| 1.4 光催化转化碳基能源小分子的机理研究 |
| 1.4.1 原位谱学表征 |
| 1.4.2 理论模拟 |
| 1.5 本论文的选题背景和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 设计构筑富含电荷极化金属位点对的Co_3O_4纳米片用于提升光还原CO_2制C_2性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验与方法 |
| 2.2.1 样品制备 |
| 2.2.2 样品和产物表征 |
| 2.2.3 光催化还原CO_2性能测试 |
| 2.2.4 电化学性能测试 |
| 2.2.5 质谱测试 |
| 2.2.6 准原位XPS测试 |
| 2.2.7 第一性原理计算细节 |
| 2.2.8 还原产物选择性的计算方法 |
| 2.2.9 过氧化氢的检测方法 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 部分还原的Co_3O_4纳米片和初始的Co_3O_4纳米片的表征 |
| 2.3.2 光催化还原二氧化碳的性能测试 |
| 2.3.3 CO_2吸附能力和光生载流子分离效率的相关表征 |
| 2.3.4 原位谱学表征及机理解释 |
| 2.3.5 理论模拟的催化反应过程 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 设计构建掺杂Cu的SrTiO_3薄片用于提升可见光还原CO_2性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 样品和产物表征 |
| 3.2.3 光催化还原CO_2性能测试 |
| 3.2.4 第一性原理计算 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 SrTiO_3薄片和掺Cu的SrTiO_3薄片的表征 |
| 3.3.2 能带结构表征及光催化还原CO_2性能测试 |
| 3.3.3 CO_2吸附能力测试及机理解释 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 设计制备ZnO薄片以实现常压和近常温下高效光氧化CH_4制液态氧化物 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 产物表征 |
| 4.2.3 光催化氧化CH_4性能测试 |
| 4.2.4 电化学性能测试 |
| 4.2.5 密度泛函理论计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 ZnO纳米片的微结构表征 |
| 4.3.2 ZnO纳米片的CH_4氧化性能测试 |
| 4.3.3 能带结构和电荷传输能力表征 |
| 4.3.4 机理解释及理论模拟的催化反应过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 攻读博士期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
| 致谢 |
（9）CO低温氧化反应中铁基氧化物负载铂催化剂的载体效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 非贵金属催化剂用于CO氧化研究进展 |
| 1.2.1 单组分非贵金属催化剂 |
| 1.2.2 多组分非贵金属催化剂 |
| 1.3 贵金属催化剂用于CO氧化研究进展 |
| 1.3.1 影响贵金属催化剂性能的因素 |
| 1.3.1.1 催化剂制备方法 |
| 1.3.1.2 贵金属粒径 |
| 1.3.1.3 载体性质 |
| 1.3.2 CO低温氧化贵金属催化剂 |
| 1.3.2.1 金催化剂中铁氧化物载体效应研究 |
| 1.3.2.2 铂催化剂中铁氧化物载体效应研究 |
| 1.4 本课题的目的和意义 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂和原材料 |
| 2.2 仪器设备 |
| 2.3 催化剂制备方法 |
| 2.4 催化剂的表征与测试 |
| 2.4.1 X射线衍射（XRD） |
| 2.4.2 X-射线光电子能谱（XPS） |
| 2.4.3 拉曼光谱（Raman） |
| 2.4.4 傅里叶变换红外光谱（FT-IR） |
| 2.4.5 N_2吸附-脱附（N_2 adsorption-desorption） |
| 2.4.6 差热-热重分析（TG-DTA） |
| 2.4.7 透射电子显微镜（TEM）和高分辨电镜（HRTEM） |
| 2.4.8 扫描电镜（SEM） |
| 2.4.9 穆斯堡尔谱 |
| 2.4.10 程序升温测试（TPO和TPR） |
| 2.4.11 原位红外漫反射 (in situ DRIFT) |
| 2.5 反应评价条件 |
| 第三章 氧化铁载体微结构在构建高效Pt/FeO_x催化剂中的作用 |
| 引言 |
| 3.1 FeO_x载体的制备与表征 |
| 3.1.1 FeO_x载体的制备 |
| 3.1.2 结果与讨论 |
| 3.2 FeO_x载体在铂-载体界面形成中的作用 |
| 3.2.1 催化剂制备 |
| 3.2.2 结果与讨论 |
| 3.3 FeO_x在CO催化氧化中的作用 |
| 3.3.1 催化剂评价条件 |
| 3.3.2 催化剂活性评价 |
| 3.3.3 CO反应过程探索 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 MgFe_2O_4反式尖晶石作为载体制备具有高活性和高稳定性的Pt/MgFe_2O_4催化剂 |
| 引言 |
| 4.1 前期探索 |
| 4.1.1 实验部分 |
| 4.1.2 结果与讨论 |
| 4.2 MgFe_2O_4载体和Pt/Mg Fe_2O_4催化剂的表征结果 |
| 4.3 Pt/MgFe_2O_4催化剂CO氧化反应研究 |
| 4.3.1 催化剂评价条件 |
| 4.3.2 催化剂活性评价 |
| 4.3.3 CO反应过程探索 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 钙钛矿结构铁酸镧负载Pt催化剂上CO氧化反应性能研究 |
| 引言 |
| 5.1 LaFe_yO_x (y = 1, 2, 3) 氧化物制备与表征 |
| 5.1.1 LaFe_yO_x (y = 1, 2, 3) 氧化物制备 |
| 5.1.2 结果与讨论 |
| 5.2 Pt/LaFe_yO_x (y = 1,2,3) 催化剂制备与表征 |
| 5.2.1 Pt/LaFe_yO_x (y = 1,2,3) 催化剂制备 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.3 Pt/LaFe_yO_x (y = 1,2,3) 催化剂CO活性评价 |
| 5.3.1 催化剂评价条件 |
| 5.3.2 催化剂活性评价 |
| 5.3.3 CO反应过程探索 |
| 本章小结 |
| 参考文献 |
| 结论与展望 |
| 一、结论 |
| 二、展望 |
| 作者简历 |
| 读博士期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（10）密闭空间一氧化碳净化技术探讨（论文提纲范文）
| 1 低温催化氧化法 |
| 1.1 贵金属催化剂 |
| 1.1.1 催化原理 |
| 1.1.2 影响因素 |
| (1) 合成方法 |
| (2) 制备条件 |
| (3) 载体 |
| 1.2 非金属催化剂 |
| 1.3 总结 |
| 2 溶液吸收法 |
| 2.1 铜氨溶液 |
| 2.2 Cosorb法 |
| 2.3 水溶性吸收剂 |
| 2.4 总结 |
| 3 吸附法 |
| 3.1 物理吸附法 |
| 3.2 化学吸附法 |
| 4 光催化法 |
| 4 结论与展望 |
四、Au/ZnO催化剂的表征及常温常湿条件下CO氧化性能研究（论文参考文献）
- [1]含金属或金属氧化物的中空介孔二氧化硅纳米反应器的合成及其在废水处理中的应用[D]. 李凯杰. 华东理工大学, 2021(08)
- [2]Pd-Cu/羟基磷灰石催化剂低温催化CO（优先）氧化[D]. 李潇. 山西大学, 2021
- [3]激光调控纳米金属的局域表面等离激元共振及应用研究[D]. 徐林林. 山东大学, 2021(10)
- [4]金属-氧化物复合纳米催化剂的理性设计及其催化机理研究[D]. 江文斌. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]高效金属及金属氧化物电催化剂的制备及其固氮性能研究[D]. 李文怡. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]Pd/ZnO催化剂在CO2加氢制备甲醇反应中的粒径效应研究[D]. 张良才. 中国科学技术大学, 2021(08)
- [7]小分子加氢机理的第一性原理研究[D]. 赵王辉. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [8]二维金属氧化物的可控制备及其光催化转化碳基小分子的研究[D]. 朱姗. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [9]CO低温氧化反应中铁基氧化物负载铂催化剂的载体效应研究[D]. 郑彬. 吉林大学, 2017(11)
- [10]密闭空间一氧化碳净化技术探讨[J]. 张祎,刘有智,袁志国. 天然气化工（C1化学与化工）, 2014(02)