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由于镍铁双金属催化剂具有特殊的电子结构及独特的表面性质,在催化领域展现出良好的应用前景,但相关研究仍存在不足。本文通过简单、经济、高效的浸渍—还原法合成了一系列碳负载的双金属镍铁纳米结构材料,并对其在生物质基平台化合物乙酰丙酸催化加氢及电催化析氧方面的应用进行了深入的研究;论文具体内容有以下三个部分:1、通过一步碳热还原法合成了活性炭负载的Ni3Fe双金属催化剂(Ni3Fe NPs@C),并将其应用于乙酰丙酸(LA)催化加氢转化为γ-戊内酯(GVL)反应。该催化剂表现出直接加氢(DH)和转移加氢(TH)双功能催化活性。利用异丙醇作为溶剂时,在DH催化条件为130 ℃、2 MPa氢压和2 h时,LA的转化率为93.8%、GVL的选择性为95.5%;在TH催化条件为180 ℃、0.5 h和无外加氢源时,LA的转化率为99.7%、GVL的选择性为99.5%。而且,该催化剂具有良好的循环利用性能。此外,我们还研究了催化性能与结构的关系,提出了 LA的DH和TH催化转化的具体路径。2、以棉花为原材料,通过磷酸前期处理制备了生物质衍生多孔碳负载的铁掺杂的磷化镍纳米结构((FexNi1-x)yP/CNs),表现出优异的电催化析氧(OER)性能。其中,(Fe0.25Ni0.75)12P5/CNs催化剂在1OmAcm-2下的过电势为131mV,相应的塔菲尔斜率为37 mV dec-1,明显优于商业的RuO2。并分析了催化剂的结构和性能的关系。此外,通过穆斯堡尔谱和同步辐射等表征手段发现,在OER反应过程中,部分Fe2+转化为高价态的Fe4+,说明Fe与Ni12P5之间存在独特的协同作用机制。3、通过对所制镍铁双金属催化剂的结构和催化活性的初步分析发现,三维多孔碳负载的镍铁双金属催化剂的催化活性较高。以N、P等杂原子修饰的碳为碳基载体时,所合成的镍铁双金属催化剂的催化活性可进一步提高,其催化适用范围可进一步拓宽,如:P修饰后催化剂具有优异的水相加氢催化性能。