铂基纳米材料的绿色制备及催化还原对硝基苯酚性能研究

来源 :武汉大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hurusato09
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
贵金属纳米材料具有独特的物理化学性质和广泛的应用前景,一直都是人们研究的热点。特别是铂基纳米材料具有优异的性能,如良好的化学稳定性、催化活性、导电性等,是许多工业催化剂和电催化剂的关键成分。由于铂的成本高、储量少,提高铂催化剂的性能具有重要意义。大量的研究表明,从形貌、组成、尺寸以及合成方法等方面进行调控,可以大大改善铂基纳米材料的催化活性和稳定性。因此,本文主要是以贵金属铂为研究对象,通过一些简便绿色方法制备出具有独特结构和组成的铂基纳米材料;利用一系列手段对其结构和组成进行表征,如扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、紫外可见光光谱等方法,并以硼氢化钠(Na BH4)催化还原对硝基苯酚作为反应模型,用于分析研究铂基催化剂的催化活性。第一章主要对贵金属纳米材料的研究背景以及合成方法,如一步法、晶种法、电化学法、水热法和溶剂热法等进行了详细的介绍。综述了贵金属纳米材料的研究现状以及在催化对硝基苯酚中的应用,并阐明了本论文的选题思路和研究内容。第二章通过简单、一步和绿色的方法成功地合成了组分可控的自互连的Pt-Cu合金纳米线网络(Pt-Cu NWNs)。由于用Na BH4水解和氧化形成的氢气泡作为动态模板,在没有有机溶剂、封盖剂、聚合物或特殊实验装置的情况下进行了简易合成,保证了纳米线网络表面的绝对“清洁”。与纯Pt NWNs和商业Pt/C催化剂相比,所制备的Pt-Cu合金纳米线网络催化还原对硝基苯酚的性能有明显提高。特别是,Pt/Cu原子比为1:1的Pt Cu纳米线网络具有良好的催化活性和可重复使用性。其反应速率常数和活性参数分别达到1.339×10-2 s-1和66.95 s-1 g-1,催化效率分别为纯Pt纳米线网络的11.5倍和商业Pt/C的13倍。其优异的催化活性和可重用性主要归因于表面的清洁、Cu和Pt原子的协同效应以及自互连纳米线的网络结构。第三章设计一种在水溶液中一步、高效、无模板的合成方法,成功制备出结构清晰、产率高的枝状铂纳米粒子。该制备过程既不使用有机溶剂,也无任何模板,保证了其表面的清洁。同时,调节前驱体K2Pt Cl6的加入量、还原剂的浓度以及温度来探究其对产物结构的影响。通过提取不同时间间隔的中间产物,我们对其生长机理进行了合理的推测和探讨。由于其表面清洁以及独特的枝状结构,使其对催化还原对硝基苯酚具有良好的催化活性。
其他文献
移动通信从第一代只能满足基础的语音服务到第四代可以支持高速数据传输经历了飞跃式的变革。而随着物联网行业的发展,第四代移动通信逐渐无法满足各行各业对通信网络的需求。在此迫切时刻,第五代移动通信网络(Fifthgeneration,5G)被业界和学术界提上日程。相较于传统的近似六边形同构蜂窝网络架构,5G将使用不规则的异构网络(Heterogeneous Network,HetNet)架构。HetNe
在党和国家层面对教育的总体要求下,全国中小学素质教育不断推进。实施素质教育的对象应该是全体学生,而不仅仅是那些学业表现优秀的“尖子生”,学校和教师尤其要关注由于种种原因造成学习存在困难的学生,这样才能更多地培养社会发展需要的合格人才。为了深化基础教育教学改革,切实改变高中物理难教难学等现状,更好地促进全体学生的发展,必须要拓展渠道,高度重视物理学困生的有效转化。多元智能理论是20世纪80年代初,在
随着高速铁路、电动汽车及其充电桩、电力传输和5G通信等高新技术的高速发展,电子器件及其系统的封装面临严峻挑战。目前广泛使用的环氧树脂封装材料的力学和热学性能已难满足振动和冲击载荷、大功率、高频率和高电压等工作条件对封装的要求,因此,对环氧树脂的改性越来越重要。氮化硅晶须(Si3N4w)不仅具有优异的力学、热学和介电性能,而且拥有一维形貌和纳米尺寸特性,以其为填料改性环氧树脂(Si3N4w/EP)可
随着我国高速公路、铁路运输的快速发展,喷射混凝土的用量不断加大,作为喷射混凝土不可或缺的外加剂——速凝剂也受到研究人员的高度重视,特别是用于混凝土湿喷工艺的液体速凝剂,发展很快。由于有碱液体速凝剂存在碱腐蚀大、混凝土收缩大及后期强度低等缺陷,所以无碱液体速凝剂得到广泛研究,但该类速凝剂的制备常使用含氟、氯原料,氟有一定毒性,氯离子易造成钢筋锈蚀,且《喷射混凝土用速凝剂》(GB/T35159-201
表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)因其具有高灵敏度、高光稳定性以及适合多目标分析等优势得到广大研究学者的青睐,已发展成为生物化学和生命医学领域中一种有力的分析检测手段。近年来,包含SERS基底和拉曼信号分子的SERS标签呈现出迅猛的发展势头。相比于其他光学标签,SERS标签因结合了SERS谱峰超窄带输出的特性及其在峰位和峰强两个维度可同
表面增强拉曼光谱(Surface-Enhanced Raman Spectroscopy,简称SERS)能够针对低浓度的化学物质实现超高灵敏度的检测,此外,拉曼散射具有很强的抗干扰能力,表明SERS技术适用于各种不同环境。与荧光光谱相比,SERS抗光漂白和光降解,适合长期监测,而且峰值带宽通常很窄,在多重检测方面具有明显的优势。相比直接检测,带有光学纳米标签的间接检测法具有更加广泛的应用场景,不受
架空输电线路是正常供电的基本保障,其安全运行经常受到树木的影响,特别是树枝进入输电导线的安全区域内时,将增加线路跳闸和森林火灾的风险。为了解决这一问题,介绍了一种面向架空输电线走廊过生长树枝的带电树枝修剪机器人,修剪过生长树枝以保障线路安全运行。输电线路的特殊作业环境及绝缘要求决定了树枝修剪机器人采用分布式系统结构,且采用无线通讯。为实现树枝修剪作业任务并提升树枝修剪作业效率,本文围绕架空输电线路
本文报道了自氧化条件下甘氨酸衍生物C-H键芳基化反应研究,主要分为两个部分。第一部分简要综述了N-芳基甘氨酸衍生物的交叉脱氢偶联反应研究进展,主要包括以下两个方面:(1)C-C键偶联反应;(2)C-杂原子偶联反应。第二部分主要介绍了本人在硕士期间的研究成果:自氧化条件下甘氨酸衍生物sp~3C-H芳基化反应研究。在自氧化条件下实现了N-芳基甘氨酸衍生物与富电子芳烃之间的氧化脱氢偶联反应,这种原子经济
本研究采用生物刺激的方式,改变试验条件,探究石油污染物质降解的本质,营养液与石油降解菌(简称石油菌)之间存在的关系。并研究改变营养液投加方式对石油污染土壤生物修复的影响,联合生物强化和生物刺激的两种生物修复技术,探讨营养液对外源石油降解菌的诱导能力和石油烃(TPH)修复效率。小分子有机碳源是微生物依赖的营养源,改变葡萄糖和乙酸的碳源配比,探究两者的促进和诱导微生物生长的能力。研究结果如下:(1)与