金属—炭材料的合成、表征和催化应用研究
【摘要】:
有机溶胶-凝胶法制备炭材料是近年来材料研究中的热点之一。本论文尝试在成胶过程中直接加入金属前驱体,通过缩聚、干燥、炭化过程制备出一系列的金属-炭干凝胶或气凝胶。并首次将金属-炭干凝胶用于NO催化还原和肼分解反应,考察了金属-炭干凝胶的催化性能,对金属-炭干凝胶在NO催化还原反应中的失活机制进行了分析。主要结果如下:
在苯酚(P)和甲醛(F)成胶体系中,加入Cu(NO_3)_2或Co(NO_3)_2为成胶催化剂,制备出Cu-C和Co-C干凝胶。N_2-物理吸附和TG-Mass实验结果表明:不同的金属对缩聚和炭化过程有不同的催化作用,导致Cu-C干凝胶呈微孔分布,而Co-C干凝胶为中孔分布。XRD和TEM表明金属在炭基体中分布均匀,但金属为无定形结构且有部分被包埋于炭中。在无氧条件下,Cu-C和Co-C干凝胶对NO催化还原反应均表现出很好的活性,特别是稳定性大大优于浸渍法制备的Cu/C和Co/C负载型催化剂。
在间苯二酚(R)和甲醛(F)成胶体系中加入H_2IrCl6制备出Ir-C干凝胶。N_2-物理吸附、SEM、TEM、XRD、TG-Mass等实验证明:Ir-C干凝胶呈微孔分布;尽管经历1000oC长时间的高温炭化过程,炭基体中的金属Ir仍然分布均匀,大小在1-3nm。NO催化还原反应结果表明:尽管Ir-C干凝胶比Ir/C负载型催化剂表现出更好的活性和稳定性,但是在有氧存在下,即使外加还原剂CO,也难以避免炭的燃烧反应,从而导致催化剂的失活。而Ir-C干凝胶催化肼分解反应表现出良好的活性和稳定性,表明此类炭材料更适合在还原性反应气氛下使用。
在间苯二酚(R)和甲醛(F)成胶体系中加入不同的过渡金属硝酸盐(Cu,Co,Ni,Fe),制备出具有不同孔结构的金属-炭干凝胶和气凝胶。其中,Cu-C干凝胶和气凝胶为微孔结构,而Co-C,Ni-C,Fe-C都为中孔结构;特别是Ni-C干凝胶中有炭纳米管生成。Co-C,Fe-C,Ni-C干凝胶对于肼分解反应的顺序为:Co-C Fe-C Ni-C;金属-炭干凝胶的肼分解活性和H_2选择性都优于浸渍法制备的炭载催化剂。
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1 |
宋秀芹,马建峰,贾密英;0.5Li_3VO_4-0.5Li_4TiO_4的溶胶-凝胶法合成及其离子导电性[J];稀有金属;1999年01期 |
2 |
陈汝芬,宋秀芹,李俊新,贾密英;溶胶-凝胶法制备Li_(2+x)NdxSi_(1-x)O_3及其离子导电性研究[J];河北师范大学学报(自然科学版);1999年04期 |
3 |
李曦,孙江勤,张超灿;溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化纳米级功能材料[J];湖北化工;2000年03期 |
4 |
肖汉宁,李玉平,高纪明,向军辉;氨解对溶胶-凝胶法合成Ti(C,N)纳米粉末的影响[J];湖南大学学报(自然科学版);2001年04期 |
5 |
王喜贵,吴红英,谢大弢,翁诗甫,吴瑾光;溶胶-凝胶法制备掺Sm~(3+)的SiO_2玻璃的结构及发光性能[J];化学物理学报;2001年03期 |
6 |
张庆勇,王浩;溶胶-凝胶法制备有机/无机复合疏水薄膜的研究[J];硅酸盐通报;2003年03期 |
7 |
潘庆谊,程知萱,张剑平,王廷富;溶胶-凝胶法制备纳米In_2O_3粉末[J];硅酸盐通报;2003年05期 |
8 |
陕绍云,贾庆明,王亚明;溶胶-凝胶法制备负载型纳米催化剂[J];化工时刊;2003年02期 |
9 |
李霞;溶胶—凝胶法羟基磷灰石纳米粉体的制备[J];山东轻工业学院学报;2003年02期 |
10 |
张博,秦永宁,刘源;溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2及其光催化降解甲醛的研究[J];内蒙古工业大学学报(自然科学版);2003年04期 |
11 |
单凤君,穆柏春;溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2粉体优化及性能测试[J];辽宁化工;2004年06期 |
12 |
路金林,方庆红,伞晓广,李旭日;纳米TiO_2/SnO_2粉体的溶胶-凝胶法制备研究[J];有色矿冶;2004年02期 |
13 |
李朝辉;李光玉;高冬梅;连建设;;中温燃料电池阴极材料La_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的合成与性能[J];应用化学;2007年01期 |
14 |
刘力虎;唐贵德;严振庄;张变芳;申俊杰;;烧结温度对La_(0.9)Sr_(0.1)MnO_3/Fe_2O_3体系结构和磁性的影响[J];材料热处理学报;2007年03期 |
15 |
马少华;李贵安;张玉荣;;纳米银粒子-二氧化硅复合颗粒溶胶-凝胶的制备与表征[J];陕西师范大学学报(自然科学版);2008年01期 |
16 |
姜秀平;高艳阳;贾素云;;一维纳米结构ZnO的制备[J];中北大学学报(自然科学版);2008年02期 |
17 |
金效齐;邵世壮;王海艳;张恒彬;史克英;;四硝基取代酞菁铜/介孔二氧化硅复合材料的合成及表征[J];黑龙江大学自然科学学报;2008年02期 |
18 |
冯锡兰;柳云骐;刘晨光;;溶胶-凝胶法合成硅溶胶包覆型均分散纳米β分子筛[J];无机化学学报;2008年11期 |
19 |
方菲;朱龙章;叶芹苹;沈鹤柏;于平国;;核-壳型磁性纳米微球的制备及在核酸提取中的应用[J];现代生物医学进展;2009年03期 |
20 |
杨菊香;司小战;刘振;胡道道;;溶胶-凝胶法制备新型P(AM-co-MAA)/SnO_2复合微球[J];宁夏大学学报(自然科学版);2009年02期 |
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