非贵金属纳米材料制备及电化学合成氨的应用

来源 :青岛科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Leechen17008
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
氨是一种广泛用于工业和农业重要的化学原料,也是重要的储能中间体和无碳能量载体。目前工业合成氨的生产工艺主要是Haber-Bosch合成工艺,但该工艺不仅成本高、能耗大且污染环境。而电化学氮气还原(NRR)可在常温常压下合成氨,是一种有广阔应用前景的清洁无污染技术。目前,电催化氮气还原合成氨的研究处于起步阶段,不仅氨的产率较低,选择性也较差,因此需要高效的催化剂来促进反应进程。此外,还要考虑成本问题。基于上述对目前电催化合成氨的问题分析,本论文设计制备了一系列性能优异的非贵金属氧化物和磷氧化物催化剂,并且具有良好的稳定性。本论文主要包括以下内容:(1)NiWO4电催化剂的制备及性能研究,通过水热反应及热氧化两步法制备催化剂。XPS、XANES及HRTEM等技术表明催化剂为多孔纳米级双金属氧化物NiWO4。构-效关系研究表明,催化剂均匀多孔的结构及双金属协同作用促进了氮气吸附、活性位点暴露和电解质的传输。在酸性介质中,其法拉第效率(FE)达到19.32%(-0.3 V),在-0.5 V条件下,氨气产率达到48.86μg h-11 mg-1cat;在中性介质中,电压为-0.3 V时FE达到10.18%。(2)多组分复合催化剂PC/Sb/SbPO4制备及NRR性能研究,以醋酸锑和均苯三酸混合后形成的金属胶作为前驱体,经过加热磷化制得催化剂。受益于PC、磷酸锑等多种活性组分以及独特的三维蜂窝结构,PC/Sb/SbPO4催化剂展现了优异的催化性能,在酸性介质中,-0.15 V电位下FE为31%,在中性介质中最高FE为34%。通过非原位手段研究了催化剂在NRR前后的物种演变,推测PC和SbPO4是NRR活性位点,Sb0作为载体有效地暴露了活性点。(3)磷掺杂碳支撑的锌磷氧化物制备及性能研究,通过对均苯三酸和醋酸锌溶解形成的金属胶进行磷掺杂,合成了一种新型NRR催化剂(PC/Zn3(PO42/Zn2P2O7)。催化剂中多种活性组分的协同作用以及均匀多孔的表面形貌,使其在酸性介质中对NRR具备优异的催化活性及稳定性,在电压为-0.2 V时,合成氨的产率和FE分别达到了24.7μg h-11 mg-1cat和17.4%。
其他文献
目的:观察眼底荧光血管造影(fundus fluorescein angiography,FFA)在视网膜血管条纹中的应用价值.方法:对12例24眼视网膜血管条纹的患者经充分散瞳,按常规方法进行FFA检查.结
鸡的传染性鼻炎是一种急性上呼吸道疾病,大多数发生在冬季寒冷季节.主要特征症状是鼻粘膜发炎,先是流出清水样液体,后变成浓稠的粘液,并有臭味,脸部水肿,有的蔓延到肉髯,眼结
现从主要成分、药理作用、临床应用、制剂和质量控制等方面,对以往有关蛇油文献综述,发现薄弱环节,提出合理建议,促进蛇油资源更多开发利用,推动蛇业升级发展。
本文介绍了大块肉火腿加工技术、产品生产中的注意事项。
近年来,发展符合绿色化学要求的合成方法成为有机化学领域的重点与难点。过渡金属催化C-H键官能团化反应是实现绿色合成方法的最直接和高效的途径。直接从C-H键出发的合成反
讨论如何利用人工神经网络进行电力系统短期负荷预测。研究结果表明:基于BP神经网络的短期电力负荷预测具有精度高的特点,符合预测结果的相对误差小于3.06%。
开展效益评价是大型仪器设备管理的一项重要工作,大型仪器设备效益评价工作的关键是制定合理的评价指标体系,客观、科学地开展评估工作,并将效益评价结果有效运用于大型仪器
期刊