一、BET装置的改进(论文文献综述)
孙丰[1](2021)在《钴羰基簇合物材料的构筑及其二氧化碳吸附性能评价》文中进行了进一步梳理在工业生产中离不开化石燃料的燃烧,过量排放二氧化碳将会引起全球气候变暖,所以捕获和分离二氧化碳是众多研究者们关注的领域。多孔材料因其操作简单和成本低等优势而成功应用于捕获和分离二氧化碳领域。相比较传统吸附材料,钴羰基簇合物因其特殊的键合方式,使羰基不但可在较为温和的条件下脱除暴露出大量开放的钴金属位点,而且羰基还可与其它极性官能团的配体交换,通过极性官能团的高电负性增强和CO2静电相互作用,以此提高二氧化碳吸附性能。本文基于钴羰基簇合物以上特点,将钴羰基簇合物负载多孔材料制备出不同的材料,研究内容如下:(1)合成了(CO)6Co2HCCCOOH钴羰基簇,将其负载在不同的多孔载体(γ-Al2O3、SiO2和UiO-66)中,加热活化预处理脱除羰基得到了不同的吸附材料。实验结果表明,羰基脱除程度越高,材料的比表面积越高,暴露出的金属活性位点越多,材料对二氧化碳吸附性能越好。其中(CO)6Co2HCCCOOH钴羰基簇负载Ui O-66吸附效果最佳,在0℃、1 bar的条件下吸附量达到41.3 cc/g。(2)合成了三种构型不同的钴羰基簇合物:二核钴羰基簇(CO)6Co2HCCCOOH,三核钴羰基簇(CO)9Co3CCOOH和四核钴羰基簇(CO)10Co4HCCCOOH,再将它们分别负载Ui O-66,在不同温度下加热脱除羰基,得到了比表面积以及生成Co0含量不同的材料,实验结果表明三核钴羰基簇负载UiO-66在100℃加热2 h后在0℃、1 bar的条件下二氧化碳吸附量最高为54.8 cc/g,四核钴羰基簇负载UiO-66在100℃加热2 h后在烟道气中对二氧化碳选择性最高为42.2。(3)以(CO)6Co2CC(COOH)2钴羰基簇合物和三氟乙酸镧桥连合成{La12[Co2(CO)6CC(COO)2]8(CF3COO)20·16H2O}·4H2O簇合物,负载载体UiO-66,制备了引入COO-,C-F极性官能团的材料。将材料在120℃加热2h后,在0℃、1 bar的条件下,二氧化碳吸附量达到最高为60.8 cc/g,比纯载体UiO-66(34.9 cc/g)提高了25.9 cc/g,表明引入极性官能团二氧化碳的吸附性能有明显提升。
黄乐[2](2021)在《合成气制高碳醇CuFe催化剂研究》文中进行了进一步梳理高碳醇作为一种重要化工基础原料,可用作生产表面活性剂、洗涤剂和增塑剂等产品。通过合成气制高碳醇是费托合成反应中的研究热点方向之一,催化剂的制备是研究重点。本文主要通过液相还原法制备CuFe催化剂,在固定床反应器中对催化剂的反应性能进行了考评,采用X射线衍射(XRD)、Ar物理吸附脱附、程序升温还原(H2-TPR)、程序升温脱附(CO-TPD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)等表征方法对催化剂的织构性质、还原性能、吸附性能等进行表征。以SiO2、Al2O3和CeO2为载体,制备了三种负载型CuFe催化剂。SiO2载体有助于铜铁纳米颗粒的分散,促进了铁物种的还原,更多的Fe活性位有利于CO解离吸附。催化剂CuFe/SiO2具有较大的CO解离吸附量,有利于碳链的耦合增长,具有较高的总醇选择性和C6+OH占比,分别为19.8%和16.4 wt%。Al2O3和CeO2载体能促进催化剂分散,但醇分布中以短链醇为主。考察了催化剂制备温度、分散剂种类和用量以及铜铁负载量等对催化剂性能的影响。在300 ml分散剂和冰水浴条件下制备的催化剂CuFe/SiO2具有较多的金属Cu组分,有利于CO插入生成醇,反应性能优于150ml分散剂和常温下制备的催化剂。加入分散剂聚丙烯酸会抑制CuFe组分还原,抑制醇的生成。以乙二醇分散剂制备的催化剂CuFe/CeO2-EG显示了较高的CO转化率和总醇选择性。当催化剂负载量为40%时,催化剂40CuFe/CeO2具有较高的醇选择性和C6+OH占比。在CuFe/SiO2催化剂上研究了工艺条件对合成气制高碳醇反应性能的影响,最佳工艺条件为反应温度255℃、压力2.5 MPa、空速3500 h-1和原料气H2/CO=1。
梁宵[3](2021)在《低铱钙钛矿水氧化催化剂微结构调控与性能研究》文中指出利用可再生能源供电系统耦合电解水制氢技术,制取脱碳化的“绿氢”,是实现能源结构清洁化转型的关键路径,也是能源产业的未来发展趋势。质子交换膜(PEM)电解水作为当前唯一能与波动性可再生能源供电系统耦合的电解水制氢技术,被业内人士视为实现能源转型的关键技术。但由于PEM电解槽(PEMWE)阳极电极工作环境的强酸性和强氧化性,大多数析氧催化剂都难以胜任。目前,二氧化铱(Ir O2)依然是PEMWE中阳极催化剂的唯一选择。然而,铱元素是地壳中丰度最低的元素之一,催化剂成本高昂。并且,二氧化铱的催化活性欠佳,克服阳极端过电势所需的能耗会占电解槽整体能耗的30-50%,这都限制了PEM制氢技术的广泛应用。因此,设计具有低铱含量、高活性与稳定性的二氧化铱替代催化剂势在必行。但降低铱含量与活性提升之间的制约关系,以及酸性水氧化催化剂所面临的活性提升与稳定性增强之间的制约关系,都是设计二氧化铱替代催化剂难以突破的瓶颈。本论文通过调控铱基钙钛矿的微结构,突破了设计二氧化铱替代催化剂的瓶颈,开发了多种低铱钙钛矿催化材料,为酸性水氧化电催化剂的设计与发展提供了新思路。本论文的主要研究内容如下:一、为了解决设计二氧化铱替代催化剂的两大难题,我们提出了一种晶格锚定的策略,试图寻找一种理想的母体,将铱原子锚定其中。一方面利用酸稳定的母体材料稳固铱位点,另一方面利用铱与中心金属原子间的协同效应,优化催化剂的活性。考虑到SrTiO3的酸稳定性,我们选择了SrTiO3作为晶格锚定母体,制备了一种低铱含量的二氧化铱替代材料——Ir-STO。与基准催化剂Ir O2相比,Ir-STO减少了57%的铱用量,而其几何催化活性、有效电化学本征活性、铱质量活性分别达到了Ir O2的10倍、26倍、34倍,是当前活性最高的酸性水氧化催化剂之一。实验与理论计算结果表明,Ti与Ir之间存在着双金属协同效应,被锚定的Ir能够有效调控SrTiO3中Ti4+的电子结构,使Ti4+周围的电子密度显着增加,还能产生跨越费米能级的Ir-O杂化电子态,提高了材料的导电性。而SrTiO3作为稳健的锚定材料,使Ir-STO表现出了优异的稳定性,实现了成本、活性与稳定性的共赢。二、人们对酸性水氧化催化剂活性与稳定性制约关系的认识不够深刻,并且,铱基钙钛矿固溶体活性与稳定性的优化机制依然不够清晰。为解决以上问题,我们设计合成了一系列以钛副族(Ti、Zr、Hf)为B位的钙钛矿和SrIrO3的合金化钙钛矿材料(STO-SIO、SZO-SIO、SHO-SIO),对低铱钙钛矿材料活性与稳定性间的关联以及二者的优化机制进行了进一步的探究。实验结果表明,与SrIrO3相比,合金化钙钛矿材料的表观几何活性与本征活性均得到了提升,其中的SZIO(Zr/Ir摩尔比为1:2的SZO-SIO固溶体钙钛矿)是活性最高的一种铱基酸性水氧化催化剂。并且,SZIO能够在长时间催化析氧反应后依然保持其催化活性与晶体结构,具有出色的稳定性。实验结果证明Zr的微结构调控作用缓和了SrIrO3中原本过强的Ir-O键共价性,有效抑制了材料表面阳离子的脱溶。最后,我们以SZIO为例,构建了理论计算模型,理论计算结果证明Zr有效调控了钙钛矿的微结构,缓解了Ir位点原本过强的氧中间体吸附能。三、将实验室研发的低铱钙钛矿催化剂应用于制氢工业,实现从研发向产业化的转型始终是我们不懈追求的目标。然而,由于低铱钙钛矿催化剂在PEMWE中的运行电阻较大,使其依然不能应用于高电密的PEM纯水电解制氢工业中。另一方面,虽然我们设计出的低铱钙钛矿催化剂在活性与稳定性方面均实现了突破,但其铱含量依然在30%以上,有较大的降低空间。每降低百分之一的铱含量,都可能为国家节省数以亿计的资产,所以进一步降低PEM电解池中阳极催化剂的铱含量也是催化剂设计策略的重中之重。因此,我们设计合成了具有多元金属的钙钛矿催化材料,在已有的低铱钙钛矿材料中引入高电导率、耐腐蚀的V、Nb、Ta等配料,在进一步降低铱含量、提高催化材料导电性的同时,利用多金属效应调控材料的微结构,以实现催化剂性能的提升。实验结果表明,高电导率金属配料加入后,材料的导电性明显增强。并且,Nb-Ti-Ir多金属钙钛矿催化剂能够在进一步的贵金属稀释后保持自身的优异活性与稳定性,有效推动了钙钛矿固溶体催化剂的产业化进程。
陈思磊[4](2021)在《镍基尖晶石甲烷联合重整催化剂的制备及性能研究》文中提出温室气体CO2的循环利用和清洁燃料CH4转化制高附加值化学品对于我国实现“碳达峰”和“碳中和”目标具有重要意义。其中,甲烷联合重整反应(CSCRM)可以同时高效利用CH4和CO2生产合成气,为甲醇合成或费托合成等后续工业化过程提供基础原料,是重要的新型绿色化工过程。目前,甲烷联合重整反应非贵金属Ni催化剂工业化应用的主要受限于高温反应条件下催化剂易烧结、易积碳等问题。本文针对Ni催化剂易积碳问题,通过在热力学上非积碳区操作条件进行甲烷联合重整反应,以避免Ni催化剂的易积碳问题。对于Ni催化剂易烧结问题,以镁铝尖晶石作为载体,通过Ni氧化物与尖晶石结构形成的强载体与金属相互作用,锚定活性组分Ni防止其烧结长大。首先,发展了一种改进的溶胶-凝胶法制备镁铝尖晶石(MgAl2O4)负载的Ni催化剂,该催化剂较传统浸渍法制得的催化剂性能显着提升。结合H2-TPR、XRD和HAADF-STEM等表征结果,研究了 Ni/MgAl2O4催化剂中镍负载量对反应性能的影响。在热力学非积碳操作条件的性能评价表明,催化剂活性与镍负载量存在火山型曲线关系,在10 wt%镍负载量的催化剂活性最佳。通过进一步结构表征发现,当镍负载量为10 wt%时催化剂(10Ni/MgAl2O4)中Ni活性组分与载体间相互作用力最强,使得Ni纳米颗粒粒径较小,且能够在反应过程中抗烧结,从而表现出较高的活性和稳定性。这表明只提高镍负载量并不能有效提高反应活性,微观形貌尺寸的控制和高温下的与载体作用力才是关键因素。此外,通过共沉淀法合成了 Ni/Mg/Al三元层状双金属氢氧化物(LDH)作为催化剂前驱体,制备了 Ni纳米颗粒分布均匀的镍基尖晶石催化剂。通过改变镍负载量和调整前驱体中Mg/Ni 比例,制得不同系列的催化剂。催化性能考评表明镍负载量为10wt%且Mg/Ni 比例为0.5的催化剂(0.5-LDH-10Ni-MgAl2O4)为最优催化剂,该催化剂表现出95%的CH4转化率和65%的CO2转化率,且产物H2/CO比值为2.1左右,适合后续工业化生产。反应动力学研究表明,Ni-MgAl2O4催化剂上甲烷联合重整反应对于CH4是一级反应,而对于H2O和CO2均为零级反应;0.5-LDH-10Ni-MgAl2O4和0.5-LDH-15Ni-MgAl2O4上反应的表观活化能分别为83 kJ/mol和96 kJ/mol。催化剂热稳性对比研究表明,基于LDH前驱体的Ni催化剂制备法比溶胶-凝胶法和传统浸渍法更具优势,其所制得的催化剂高温抗烧结能力更强。
王志达[5](2021)在《碳基非贵金属仿生氧还原催化剂的制备及性能研究》文中提出随着人口的增长和巨大的能源需求,化石燃料不断消耗伴随严重的气候和环境问题,对人类社会可持续发展构成了严重威胁。为了解决这些问题,开发可持续和高效的能源转换和存储技术是一种不可或缺的选择,如燃料电池以及金属-空气电池。氧还原反应(ORR)是这些电化学能量转换设备中最基本的反应之一。目前,最有效氧还原电催化剂是贵金属基催化剂(如Pt/C),但其高昂的价格和匮乏的资源阻碍了它们的进一步商业应用。因此,开发廉价、高效以及清洁环保的非贵金属电催化剂替代贵金属用于氧还原反应是目前能源领域的研究热点。本论文通过从自然界中汲取灵感,采用理论与实验相结合的方法,成功制备了三种经济、高效的碳基非贵金属仿生电催化剂。通过XRD、SEM、TEM、Raman、XPS以及BET等方法对不同的碳基非贵金属电催化剂进行物理结构表征,研究这些催化剂的物理和化学性质。通过电化学工作站对这些电催化剂进行性能测试,研究它们的“构效关系”。此外,将部分电催化剂作为自组装锌-空气电池得阴极材料,进一步评估它们在实际应用中的催化性能。主要研究工作与结论如下:1.受海洋中水母触手结构的启发,通过水热法与热解法相结合,我们制备了一种负载Co/Co9S8纳米颗粒的石墨烯(rGO)与多壁碳纳米管(MWCNT)组装的碳基复合电催化剂(Co/Co9S8/rGO/MWCNT-800)。相比于商用Pt/C,商用Ru O2/C以及单独的Co/Co9S8纳米颗粒,Co/Co9S8/rGO/MWCNT-800复合材料在碱性介质中展现了更优异的ORR性能(起始电位为0.946 V vs.RHE)与OER性能。电化学测试表明最佳的热解温度为800℃,最佳的MWCNT掺入量为100mg。此外,相较于商用20%Pt/C催化剂,Co/Co9S8/rGO/MWCNT-800电催化剂具有较高的电化学稳定性、极好的选择性(符合4电子转移机理)和甲醇耐受性。Co/Co9S8/rGO/MWCNT-800复合材料出色的ORR/OER双功能催化性能可归因于Co/Co9S8和rGO/MWCNT之间的协同效应以及独特的多孔异质结构。2.我们以一种经济、储量丰富以及环保的大豆蛋白胨为碳源,通过氯化锌活化法,一步热解制备了仿灌木丛结构的碳基氧还原催化剂(SPZ-800-14)。得益于适量的氮掺杂(~2 at%N)、开放的三维介孔结构、高比表面积(1182.2 m2 g-1)以及适中的结构缺陷,相比于商业20%Pt/C催化剂,SPZ-800-14电催化剂在碱性介质中展现了良好的氧还原性能(半波电位为0.894 V vs.RHE)、优异的稳定性以及甲醇耐受性。电化学测试表明最佳的热解温度为800℃,最佳的大豆蛋白胨与氯化锌的质量比为1:4。此外,将SPZ-800-14电催化剂用于液态锌-空气电池的阴极材料,该电池表现出优良的开路电压(1.48 V)、功率密度以及长效的充放电性能(90 h)。3.通过配位化学与熔融盐辅助相结合,我们构筑了铁、锌金属位点共存负载的介孔氮掺杂碳纳米管(Fe-Zn/N/C/MWCNTs-800)电催化剂。具体来讲,单宁酸(TA)和希夫碱聚合物分别用作三价铁的不同配体。将单宁酸与铁的配合物骨架(TA-Fe)负载到由希夫碱高分子包裹的多壁碳纳米管(PI/MWCNTs)上,形成TA-Fe-PI/MWCNTs前驱体。随后,经ZnCl2/KCl熔融盐辅助前驱体碳化,获得一种珊瑚状碳基非贵金属催化剂(Fe-Zn/N/C/MWCNTs-800)。由于独特的介孔管状结构、大的BET比表面积(584.1 m2/g)以及分散的金属锌位点与包裹在多壁碳纳米管上的金属铁位点之间有利的协同作用,相对于商业20%Pt/C催化剂,Fe-Zn/N/C/MWCNTs-800催化剂在碱性介质中展现了良好的氧还原性能、优异的稳定性以及优良的甲醇耐受性。电化学测试表明最佳的热解温度为800℃。此外,以Fe-Zn/N/C/MWCNTs-800为阴极材料组装后的可充电流动液态锌-空气电池以及柔性全固态锌-空气电池,均展现出较大的开路电压、极高的功率密度以及优异的充放电循环性能。
王乐[6](2021)在《脱除芳烃中微量烯烃的铜基加氢催化的研究与应用》文中指出利用催化加氢除去芳烃产品中的微量烯烃一直是一个重要的课题。铜基催化剂在酯类加氢和甲醇合成的领域的优异表现已经取得众多研究人员的认可。然而铜基催化剂在脱除芳烃中微量烯烃的领域的应用却缺乏关注。本文首先研究了混捏法制备的铜/铈/白土催化剂和铜/锌/白土催化剂在芳烃的加氢精制领域的应用,并确定了关键组分铜、铈和锌最佳负载量。研究发现,氧化铈通过铜物种的分散度来改善催化剂的性能;铜/锌/白土催化剂的性能则更优异,这得益于铜与锌的协同作用。这种协同作用体现在以下几个方面,(ⅰ)氧化锌有利于提高还原态催化剂中铜物种的分散性;(ⅱ)氧化锌促进了铜物种被氢气还原的能力;(ⅲ)氧化锌改善了铜基催化剂的比表面积。本论文优化了该铜/锌/白土催化剂在芳烃加氢精制的反应条件,如空速、反应温度、反应压力等等。随后,本论文用微量贵金属铂改性了铜/锌/白土催化剂,并发现微量铂有利于促进催化剂的稳定性。最后,本论文研究了共沉淀法制备的铜/锌/白土催化剂,并发现铜物种的分散性在催化加氢的过程中起到至关重要的作用,这使得共沉淀法制备的催化剂性能远高于混捏法。在研究过程中借助XRD、BET、HR-TEM、XPS、H2-TPR等表征手段对该催化剂的性能进行了探讨。
赵玉绮[7](2021)在《木质素基生物炭材料的制备及其在超级电容器电极材料中的应用》文中研究表明木质素是目前植物世界中仅次于纤维素的第二大生物质资源,其具有来源广泛、成本低廉的特点。本课题以不同木质素为原料,在氮气环境中高温炭化制备木质素基炭材料,重点研究了预处理工艺、活化剂含量、炭化工艺及发泡剂等对制备的木质素基炭材料结构与性能的影响。采用相对分子量(GPC)、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)、比表面积以及孔隙分布测试(BET)等手段对木质素及其炭材料进行了测试表征,将制备的木质素基炭材料制成电极片,采用三电极体系,在6 M KOH电解液中测试了电极材料的电化学性能。研究发现:(1)碱木质素(JL)、木质素磺酸钠(NL)和木质素磺酸钙(GL)三种木质素均在200-450℃温度范围内发生主要分解反应,在450-900℃温度范围内缩聚成无定形结构炭,最终JL、NL、GL的残炭量分别为38.5%,43.8%和37.2%。三种木质素炭化后的材料碳含量明显增加,NL和GL中的硫元素损失至1%左右,NLC中的钠元素相对含量从8.81%降至3.74%,而GLC中的Ca元素炭化后仍然保存相对含量从8.78%提高到15.01%。Raman光谱显示三者石墨化程度从高到低排序为:GLC>NLC>JLC。三种炭材料比表面积分析,GLC最大为194 m2/g,其中GLC微孔贡献最高,达73%。(2)以GL为碳源,利用漆酶活化木质素制备的炭材料(MLC)石墨化程度增大。MLC的SBET增大307 m2/g,微孔贡献率变化不大。MLC比电容值从61 F/g(GLC)大幅提高至142 F/g。KOH活化GL能够有效促进更规则炭化结构的形成,制备的炭材料KGL石墨化程度由大到小排序:KGL-d>KGL-c>KGL-b>KGL-a。炭化工艺一致时KGL-b具有最高的比表面积,达1771 m2/g且在电镜结果中观察到KGL-b拥有密集的1-2 nm的微孔。在10 A/g的电流密度下KGL-d最高比电容值达91 F/g。(3)以GL为碳源,利用NaHCO3发泡制备的NHL炭材料中NHL2木质素基炭材料石墨化最高且NHL2比表面积最大高达1078.85 m2/g。NHL2在电镜下观察到炭球体内部有很多清晰可见的介孔结构。说明在木质素与无机发泡剂混合后,在烧结过程中炭球内部发泡剂分解形成气体,致使NHL内部形成更多的孔隙。其中,NHL2比电容值最大,达125 F/g(10 A/g)。利用AC发泡剂制备ACL木质素基炭材料,在10 A/g电流密度下最大达83 F/g。加入MPP制备木质素基炭材料在10 A/g的电流密度下,MPL3的比容量最大,高达110 F/g。
张肖阳[8](2021)在《基于协同控制的煤热解过程中硫、汞反应特性研究》文中进行了进一步梳理汞具有很强的流动性、持久性、生物蓄积性和神经毒性,已被公认为全球重点环境污染物之一。燃煤烟气Hg0的控制技术研究已经非常丰富,其中大部分是基于吸附或氧化吸收的方法。为了获得高效、持久和稳定的脱除效率,需要对吸附剂原料进行化学改性,在颗粒控制装置上游安装吸附剂喷射装置,以便将吸附剂喷入烟气中,这无疑造成燃煤烟气末端治理单元越来越复杂。高昂的运行成本低经济性限制了该技术的大规模工业应用。作为现有烟气污染物的末端治理技术的补充,开发源头和过程控制相结合的多污染物控制技术,可大幅度降低烟气末端治理的成本。煤中的S、Hg在赋存形态有很强的依存和共生关系,热解过程具有相似的析出规律,热解气中存在“以S治Hg”良好的反应条件和物质基础。因此本文开展了高硫煤热处理过程中S、Hg强化析出、热解气中硫、汞定向转化和吸附脱除的试验和机理研究,以期推动燃煤污染物联合控制技术的发展和降低燃煤烟气尾部控制成本。本文以三种中高硫煤(XLT、EEDS和WH)为研究对象,在固定床反应器上研究了原煤中汞赋存形态和含量分布规律,研究了氧气加入和热解方式对燃煤热解过程中S、Hg协同析出效率的影响。结果表明,在200-400℃和500-650℃存在汞逸出峰,归属于不稳定有机结合态汞和稳定有机结合态汞;在500-700℃存在的逸出峰,归属于黄铁矿结合态汞;大部分的矿物质结合态汞则在700℃及以上分解析出。XLT和EEDS样品中的汞主要以有机态汞和硫铁矿态汞为主,两者比例约占总汞的90%和85%以上。而WH煤中的汞主要以有机结合态汞和矿物质结合态汞为主,两者约占到总汞的82%以上。相比惰性气氛,在500℃下贫氧热解气氛可有效提高煤中硫、汞的热解析出效率,硫、汞的最高析出效率分别达到了 65%和85%。氧气参与到热解过程,可降低不稳定有机态汞和硫铁矿态汞等含汞化合物分解温度,促进了煤中汞的热解析出效率。但是,对煤中稳定有机结合态汞和矿物质态汞的促进作用有限。在500℃贫氧热解气氛快速热解过程中,硫、汞的析出率分别提高了约2%-4%和5%-12%。快速热解通过加快挥发分的扩散速率,改善煤焦孔隙结构,提高硫、汞的生成和释放速率,提高热解过程中S、Hg的析出速率,同时可增加焦炭的收率。基于H2S中硫资源的回收和Hg0的协同脱除的思路,利用水热浸渍法制备了适用于H2S选择性催化氧化的铁基负载半焦吸附剂。该吸附剂具有丰富的孔隙结构,微孔占比很大,比表面积达到了 321.281 m2/g,孔容为0.163 cm3/g,平均孔径为2.205 nm;前驱物Fe(NO3)3经过焙烧后形成的产物主要为六方晶体赤铁矿(α-Fe2O3),且α-Fe2O3是吸附剂主要的活性组分。当H2S逸出浓度达到20 ppm,即H2S转化效率为99%时,视为穿透,吸附剂的穿透时间达到820 min,硫容达到26.95%,溢出硫容为21.08%。最佳的反应温度为180℃,最佳的O2/H2S摩尔比为0.5,过高的温度和高氧硫摩尔比会引起H2S或S0的深度氧化。还原性气氛(CO和H2)易与O2发生反应,不利于H2S的选择性催化氧化,缩短了穿透时间,且产生了副产物COS。获得H2S的催化氧化路径为:O2(g)和H2S(g)吸附在吸附剂表面形成O2(ads)和H2S(ads);然后,H2S与Fe2O3反应生成S0和FeS;最后,消耗O2(ads)将FeS氧化成S0和Fe2O3。此外,H2S(ads)可以直接被O2(ads)氧化生成S0。吸附剂失活的主要原因是生成的硫单质在吸附剂表面凝固沉积,严重堵塞了孔隙结构,反应气体扩散受阻,活性位数量大大减少。热解气中H2S的催化氧化行为对Hg0的吸附脱除有着积极的促进作用。通过试验深入考察了在H2S存在的条件下引入微量氧对Hg0捕获性能的影响,并利用密度泛函理论深入揭示了热解气中Hg0的脱除反应机理。结果表明,微量氧的引入显着提高了热解气中以S治Hg0的脱除效率,减缓了高温对Hg0脱除的抑制作用。H2S是促进Hg0脱除的主要热解气组分,而加入的微量O2可以通过加速H2S生成活性单质S数量显着提高Hg0的脱除效率。H2和CO很容易与吸附剂中的储存氧反应,造成活性硫数量降低,而微量O2引入能够减缓还原性气体与储存氧的反应,还能够在吸附剂表面与H2S反应生成更多数量的S活性位,从而提高了 Hg0的捕获能力。H2O降低了吸附剂对Hg0的捕获能力,主要源于H2O与H2S争夺吸附剂表面的活性位,生成活性S的数量降低。HgS(black)是Hg0在吸附剂表面的主要稳定赋存形态。实验和理论计算结果表明,Hg0吸附反应遵循Eley-Rideal机制。H2S在α-Fe2O3(001)表面吸附晶格氧(或外来O2)作用下依次解离为HS和S,生成的吸附态的活性S与吸附态的元素汞结合成稳定的HgS。外界O2的加入使吸附底物表面的活性位点增加,能够有效提高H2S的氧化效率,增加了 S原子在吸附剂表面的生成数量,进而促进了 Hg0的脱除。
蔡荣[9](2021)在《基于纳米纤维素模板制备多级孔ZSM-5分子筛及催化热解废弃塑料的研究》文中研究说明近年来,废弃塑料引发的环境污染日趋而严重。难以降解的废弃塑料依然是全球“老大难”。传统的掩埋、燃烧等方式难以处理大量的废弃塑料,还会造成土壤和空气的二次污染。另一方面,废弃塑料中主要元素是C和H,可以通过化学方法将其转化成高附加值产物,这可以达到双赢效果:环境污染的解决和废弃塑料的高值化利用。因此,高效且安全的将废弃塑料转化成高附加值化学品是一项艰巨的任务。本文以纳米纤维素(NCC)为介孔模板制备了多级孔ZSM-5分子筛,该方法制备的ZSM-5分子筛在快速催化热解废弃塑料(LDPE)上表现出优异的催化性能。经研究得出:(1)多级孔ZSM-5分子筛的合成:本实验以介孔模板纳米纤维素(NCC)协同四丙基氢氧化铵(TPAOH)为共模板剂,通过水热法合成多级孔ZSM-5分子筛。XRD、IR、BET、SEM和TEM等表征证明:纳米纤维素改性的ZSM-5分子筛具有更大的比表面积、孔体积和孔径,在形貌上颗粒的排列更加有序。(2)多级孔ZSM-5分子筛快速催化热解LDPE性能研究:本实验考察了纳米纤维素添加量、硅铝比、温度和废弃塑料与催化剂比例这四个因素对催化性能的影响。结果表明:纳米纤维素增加,液态油的产率先增加后减少;硅铝比降低时,油产率升高;温度升高时,液态油产率先增加后减少;废弃塑料与催化剂比例增加时,液态油产率也先增加后减少。最终得出10%NCC-ZSM-5分子筛在450℃,比例为0.5时获得了最高的产油率71.3%。(3)金属负载多级孔ZSN-5分子筛催化性能研究:本实验采用浸渍法在10%NCC-ZSM-5分子筛上负载了不同金属(Ni,Nb,Fe,Co)。实验结果显示金属Ni提高了芳香烃和H2的选择性。进一步考察了金属Ni负载量和温度对催化性能的影响,研究发现负载量和温度升高,芳烃和H2的选择性先上升后下降。最终得出6%Ni-10%NCC-ZSM-5分子筛在475℃时有最高的芳烃和喷气燃料选择性,分别为57.3%和66.8%。
宋欣欣[10](2021)在《植物导管原位构筑Co3O4的制备及脱汞性能研究》文中认为汞是一种全球循环、累积、传输的污染物,由于较强的稳定性和生物累积性导致其对生态系统造成重要危害。火力发电所排放的燃煤烟气是主要的人为汞排放源,尤其是易挥发和水溶性低的Hg0,是控制汞污染的重中之重。催化氧化法可将Hg0氧化为Hg2+,之后采用现有脱汞设备去除,是一种从燃煤烟气中去除汞的卓有成效的方式。过渡金属氧化物在除汞方面具有出色的氧化能力且再生性能良好,是氧化除汞的常用催化剂。其中Co3O4由于具有独特的氧化还原电子对,使得Co3O4基催化剂具有较强的氧化还原和电子转移的能力。传统的催化剂的孔道不规则,在脱汞反应中造成高传质阻力和活性成分较差的分散性,限制了催化性能的提升。基于此,本论文选择了具有天然的三维联通孔道的木材为基底,借此来制备具有规则孔道的催化剂并研究其脱汞性能。选取了四种常见的速生的木材杉木、杨木、槐木和桑木,其导管孔道均不同。SEM结果显示槐木和桑木均是由大孔和致密的小孔组成,杉木和杨木均是方形孔,其中杉木的孔径更为规则有序,有利于降低反应传质阻力。四种催化剂均采用浸渍法制得并控制变量使得负载量相同,BET显示以杉木为载体的催化剂(Co3O4-C)拥有着最高的比表面积和孔隙率,XRD结果显示Co3O4-C活性成分分散良好。在性能测试中体积与质量空速均一致时,Co3O4-C在测试温度为200 ℃下能够达到90%的脱汞效率,同时具有一定的稳定性,Hg0的氧化活性保持20 h几乎不变。选取最优载体杉木通过水热合成在其孔道内部原位构筑Co3O4纳米颗粒,考察了合成条件对纳米颗粒的形貌和催化性能的影响。表征结果表明,水热反应温度的升高使得Co3O4纳米颗粒形成一个整体的壳层,NH4F的浓度的升高使得纳米颗粒径向生长。当水热反应温度为90 ℃,NH4F的添加量为0.05 M时,该条件下催化剂(T90C0.05)拥有着最均匀的颗粒形貌,较大的比表面积和孔隙率,最高的化学吸附氧的比例。得益于此,T90C0.05在测试温度为200 ℃下能够达到98%的脱汞效率。针对碳材料催化剂热稳定性差的问题,进一步以杉木导管孔道为牺牲模板,制备具有有序孔道的、热稳定性高的Co3O4催化剂,研究孔道形貌及结构对催化剂活性的影响。配置不同浓度的前驱体溶液浸渍并拓印杉木规则有序孔道,由于浓度不同导致Co3O4孔道结构及形貌不同。当前驱体溶液质量分数为20%时,催化剂(20%-Co)拥有最蓬松厚度合适的多层结构,具有最大的比表面积,在200-350 ℃温度窗口均达到90%以上的脱汞性能。20%-Co的热稳定性优异在250 ℃下的脱汞效率为95%并可维持70 h。
二、BET装置的改进(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、BET装置的改进(论文提纲范文)
(1)钴羰基簇合物材料的构筑及其二氧化碳吸附性能评价(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 二氧化碳捕集方法 |
1.2.1 生物固定法 |
1.2.2 化学吸附法 |
1.2.3 物理吸收法 |
1.2.4 固体吸附法 |
1.2.5 膜分离法 |
1.2.6 低温分离法 |
1.3 钴簇合物研究进展 |
1.4 研究意义与目的 |
参考文献 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验材料与仪器 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验仪器 |
2.1.3 表征仪器及测试条件 |
2.2 二氧化碳吸附性能评价 |
2.2.1 吸附剂吸附性能实验装置及吸附条件 |
2.2.2 实验数据处理 |
参考文献 |
第三章 钴羰基簇合物负载不同多孔载体的材料制备及其二氧化碳吸附性能评价 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 簇合物的合成 |
3.2.2 载体的制备 |
3.2.3 吸附材料的制备 |
3.3 吸附材料的表征 |
3.3.1 红外光谱分析(FT-IR) |
3.3.2 能量色散X射线分析(EDX) |
3.3.3 热重分析(TG) |
3.3.4 原位红外光谱分析(In situ DRIFT spectra) |
3.3.5 X-射线光电子能谱分析(XPS) |
3.3.6 比表面积及其孔结构分析(BET) |
3.4 二氧化碳吸附性能测试 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第四章 不同核数钴羰基簇合物负载UiO-66的材料制备及其二氧化碳吸附性能评价 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 簇合物的合成 |
4.2.2 吸附材料的制备 |
4.3 吸附材料的表征 |
4.3.1 红外光谱分析(FT-IR) |
4.3.2 X射线粉末衍射分析(XRD) |
4.3.3 能量色散X射线分析(EDX) |
4.3.4 热重分析(TG) |
4.3.5 原位红外光谱分析(In situ DRIFT spectra) |
4.3.6 X-射线光电子能谱分析(XPS) |
4.3.7 比表面积及其孔结构分析(BET) |
4.4 二氧化碳吸附性能测试 |
4.4.1 二氧化碳吸附 |
4.4.2 不同温度下二氧化碳吸附及吸附热 |
4.4.3 选择性吸附 |
4.4.4 循环测试 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 三氟乙酸镧-钴羰基簇合物负载UiO-66 材料的制备及其二氧化碳吸附性能评价 |
5.1 引言 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 簇合物的合成 |
5.2.2 吸附材料的制备 |
5.3 吸附材料的表征 |
5.3.1 红外光谱分析(FT-IR) |
5.3.2 X射线粉末衍射分析(XRD) |
5.3.3 能量色散X射线分析(EDX) |
5.3.4 原位红外光谱分析(In situ DRIFT spectra) |
5.3.5 X-射线光电子能谱分析(XPS) |
5.3.6 比表面积及其孔结构分析(BET) |
5.4 二氧化碳吸附性能测试 |
5.4.1 二氧化碳吸附 |
5.4.2 不同温度下二氧化碳吸附及吸附热 |
5.4.3 选择性吸附 |
5.4.4 循环测试 |
5.5 本章小结 |
参考文献 |
第六章 总结 |
致谢 |
(2)合成气制高碳醇CuFe催化剂研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的和内容 |
第2章 文献综述 |
2.1 费托合成 |
2.2 高碳醇合成工艺 |
2.2.1 MAS合成工艺 |
2.2.2 Sygmal合成工艺 |
2.2.3 Octamix合成工艺 |
2.2.4 IFP合成工艺 |
2.2.5 Ecalene合成工艺 |
2.2.6 合成气制低碳醇 |
2.3 催化剂合成与应用 |
2.3.1 单金属催化剂 |
2.3.2 双金属催化剂 |
2.3.3 三金属/多金属催化剂 |
2.4 醇类化合物生成机理 |
2.4.1 甲醇生成机理的研究 |
2.4.2 C_(2+)醇生成机理研究 |
第3章 实验部分 |
3.1 催化剂制备 |
3.1.1 实验试剂与原料 |
3.1.2 载体及催化剂的制备 |
3.2 催化剂的性能评价 |
3.2.1 实验设备和仪器 |
3.2.2 实验流程 |
3.2.3 考评数据计算 |
3.2.4碳守恒计算 |
3.3 催化剂表征 |
3.3.1 X射线衍射(XRD) |
3.3.2 Ar物理吸附脱附 |
3.3.3 程序升温还原(H_2-TPR) |
3.3.4 程序升温脱附(CO-TPD) |
3.3.5 X射线光电子能谱(XPS) |
3.3.6 电感耦合等离子原子发射谱(ICP) |
3.3.7 场发射扫描电镜(FESEM) |
3.3.8 透射电镜(TEM) |
第4章 载体对CuFe催化剂反应性能的影响 |
4.1 催化剂制备 |
4.2 催化剂表征 |
4.2.1 BET和XRD |
4.2.2 FESEM&TEM |
4.2.3 H_2-TPR |
4.2.4 CO-TPD |
4.2.5 XPS |
4.3 催化剂性能考评 |
4.4 小结 |
第5章 制备条件对催化反应性能的影响 |
5.1 制备温度和分散剂用量的影响 |
5.1.1 BET和XRD |
5.1.2 H_2-TPR |
5.1.3 催化剂性能考评 |
5.2 液相分散剂的影响 |
5.2.1 BET和XRD |
5.2.2 H_2-TPR |
5.2.3 CO-TPD |
5.2.4 催化剂性能考评 |
5.3 负载量的影响 |
5.3.1 XRD和BET |
5.3.2 H_2-TPR |
5.3.3 CO-TPD |
5.3.4 催化剂性能考评 |
5.4 小结 |
第6章 工艺条件对HAS反应性能的影响 |
6.1 催化剂制备 |
6.2 温度对催化反应性能的影响 |
6.3 压力对催化反应性能的影响 |
6.4 空速对催化反应性能的影响 |
6.5 H_2/CO对催化反应性能的影响 |
6.6 小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间论文发表情况 |
(3)低铱钙钛矿水氧化催化剂微结构调控与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 质子交换膜纯水电解制氢 |
1.2.1 质子交换膜制氢装置简介 |
1.2.2 质子交换膜电解槽工作原理及特点 |
1.2.3 质子交换膜制氢技术应用进展 |
1.3 酸性水氧化反应 |
1.3.1 酸性水氧化反应机理 |
1.3.2 酸性水氧化性能实验评估 |
1.3.3 酸性水氧化性能描述符 |
1.4 酸性水氧化反应中活性与稳定性的反向关联 |
1.5 铱基酸性水氧化催化剂 |
1.5.1 商业氧化铱催化剂 |
1.5.2 低铱水氧化催化剂 |
1.6 低铱钙钛矿酸性水氧化催化剂 |
1.6.1 钙钛矿催化剂种类 |
1.6.2 低铱钙钛矿微结构调控策略 |
1.7 本论文的选题意义及研究内容 |
第2章 晶格锚定策略合成低铱钙钛矿:高效酸性析氧催化剂 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 化学原料及试剂 |
2.2.2 实验仪器 |
2.2.3 合成方法 |
2.2.4 电催化性能测试 |
2.3 理论计算部分 |
2.3.1 理论计算详情 |
2.3.2 理论计算模型 |
2.4 结果与讨论 |
2.4.1 SrTiO3 锚定母体的选定 |
2.4.2 SrTi_(1-x)Ir_xO_3的结构及性能比较 |
2.4.3 Ir-STO的结构表征 |
2.4.4 Ir-STO电催化活性评价 |
2.4.5 Ir-STO稳定性评价 |
2.5 本章小结 |
第3章 协同提升活性与稳定性:合金化钙钛矿析氧催化剂 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 化学原料及试剂 |
3.2.2 实验仪器 |
3.2.3 合成方法 |
3.2.4 电催化性能测试 |
3.3 理论计算部分 |
3.3.1 理论计算详情 |
3.3.2 理论计算模型 |
3.4 结果与讨论 |
3.4.1 钛副族金属的钙钛矿型合金的结构表征 |
3.4.2 钛副族金属的钙钛矿型合金的性能评价 |
3.4.3 SZIO的结构表征 |
3.4.4 SZIO的OER催化活性评估 |
3.4.5 SZIO的OER稳定性评估及优化机理 |
3.4.6 SZIO的催化活性优化机理 |
3.5 本章小结 |
第4章 多金属低铱钙钛矿酸性水氧化催化剂 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 化学原料及试剂 |
4.2.2 实验仪器 |
4.2.3 合成方法 |
4.2.4 电催化性能测试 |
4.3 理论计算部分 |
4.3.1 理论计算详情 |
4.3.2 理论计算模型 |
4.4 结果与讨论 |
4.4.1 双钙钛矿掺杂母体导电性的理论预测 |
4.4.2 多金属钙钛矿的合成条件探索 |
4.4.3 多金属钙钛矿材料的结构表征 |
4.4.4 多金属钙钛矿材料的活性评价 |
4.4.5 多金属钙钛矿材料的稳定性评价 |
4.5 本章小结 |
第5章 结论 |
参考文献 |
作者简介和攻读博士期间研究成果 |
致谢 |
(4)镍基尖晶石甲烷联合重整催化剂的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 研究背景 |
第二章 文献综述 |
2.1 热力学分析 |
2.2 催化剂种类 |
2.3 反应机理和动力学 |
2.4 载体的选择 |
2.5 反应中镍基催化剂研究进展 |
2.6 整体研究思路 |
第三章 实验部分 |
3.1 实验原料 |
3.1.1 实验药品 |
3.1.2 实验用气与实验仪器 |
3.2 催化剂的制备 |
3.2.1 催化剂的还原 |
3.3 催化剂的考评 |
3.3.1 催化剂考评装置 |
3.4 反应动力学测试 |
3.4.1 反应级数的测定 |
3.4.2 反应活化能的测定 |
3.5 催化剂表征 |
3.5.1 N_2物理吸附(N_2-BET) |
3.5.2 X射线粉末衍射(XRD) |
3.5.3 高角环形暗场-高分辨率透射电子显微镜(HAADF-HRTEM) |
3.5.4 CO_2程序升温脱附(CO_2-TPD) |
3.5.5 CO化学吸附(CO-chem) |
3.5.6 H_2程序升温还原(H_2-TPR) |
3.5.7 CH_4程序升温脱附(CH_4-TPD) |
第四章 溶胶-凝胶法镍基尖晶石催化剂研究 |
4.1 引言 |
4.2 溶胶-凝胶法制备优化 |
4.2.1 催化剂制备 |
4.2.2 不同制备法比较 |
4.2.3 分散剂研究 |
4.3 不同负载量下催化剂结构表征分析 |
4.3.1 反应前催化剂XRD表征 |
4.3.2 反应前催化剂的H_2-TPR表征 |
4.3.3 反应前催化剂的HAADF-STEM表征 |
4.4 不同负载量下催化剂性能考评 |
4.4.1 催化剂性能评价 |
4.4.2 催化剂的CO_2-TPD表征 |
4.4.3 催化剂的CO-化学吸附表征 |
4.4.4 催化剂的CH_4-TPD表征 |
4.4.5 反应后催化剂XRD表征 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于LDH前驱体的镍基尖晶石催化剂研究 |
5.1 引言 |
5.2 反应前催化剂的制备 |
5.2.1 Ni-MgAl_2O_4催化剂的LDH法制备 |
5.2.2 不同焙烧温度下晶相分析 |
5.3 反应前催化剂的表征 |
5.3.1 反应前催化剂的XRD表征 |
5.3.2 反应前催化剂的H_2-TPR表征 |
5.4 不同配比下催化剂性能考评 |
5.4.1 催化剂性能评价 |
5.4.2 催化剂的CO-化学吸附表征 |
5.4.3 催化剂的CO_2-TPD表征 |
5.4.4 反应后催化剂XRD表征 |
5.5 不同催化剂热稳性对比 |
5.6 催化剂动力学研究 |
5.6.1 反应级数的测定 |
5.6.2 反应活化能的测定 |
5.7 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 创新性 |
6.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(5)碳基非贵金属仿生氧还原催化剂的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 氧还原反应 |
1.2.1 引言 |
1.2.2 氧还原反应机制机理 |
1.2.3 燃料电池简介 |
1.2.4 金属-空气电池简介 |
1.3 碳基非贵金属电催化剂 |
1.3.1 引言 |
1.3.2 经典的纳米碳基电催化剂 |
1.3.3 生物质衍生碳基电催化剂 |
1.3.4 高分子材料衍生碳基电催化剂 |
1.3.5 多孔有机骨架材料衍生碳基电催化剂 |
1.4 本课题研究的意义、内容与技术路线 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验材料与设备 |
2.1.1 主要实验材料 |
2.1.2 主要实验设备 |
2.2 电催化剂的物理表征 |
2.2.1 X射线衍射(XRD)光谱表征 |
2.2.2 拉曼(Raman)光谱表征 |
2.2.3 比表面积(BET)及孔径分布 |
2.2.4 扫描电子显微镜(SEM)表征 |
2.2.5 透射电子显微镜(TEM)表征 |
2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)表征 |
2.2.7 电子顺磁共振(EPR)表征 |
2.2.8 红外(IR)光谱表征 |
2.3 电催化剂的性能评价 |
2.3.1 工作电极的介绍 |
2.3.2 工作电极的打磨 |
2.3.3 线性扫描伏安(LSV)测试 |
2.3.4 循环伏安(CV)测试 |
2.3.5 双电层电容(C_(dl))测试 |
2.3.6 电化学稳定性测试 |
2.3.7 甲醇耐久性测试 |
2.3.8 流动液态锌-空气电池的组装与测试 |
2.3.9 柔性全固态锌-空气电池的组装与测试 |
第三章 石墨烯/碳纳米管复合碳基电催化剂的制备及性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 Co/Co_9S_8/rGO/MWCNT复合材料的制备 |
3.2.1 氧化石墨烯(GO)的合成 |
3.2.2 功能化多壁碳纳米管的合成 |
3.2.3 Co/Co_9S_8/rGO/MWCNT复合材料的合成 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 XRD分析 |
3.3.2 SEM分析 |
3.3.3 TEM分析 |
3.3.4 XPS分析 |
3.3.5 BET分析 |
3.3.6 Raman分析 |
3.3.7 电化学性能分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 生物质衍生碳基电催化剂的制备与性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 大豆蛋白胨衍生氮掺杂碳材料的制备 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 XRD分析 |
4.3.2 SEM分析 |
4.3.3 TEM分析 |
4.3.4 XPS分析 |
4.3.5 BET分析 |
4.3.6 Raman分析 |
4.3.7 EPR分析 |
4.3.8 电化学性能分析 |
4.3.9 流动液态锌-空气电池性能分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 聚合物衍生碳基电催化剂的制备与性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 Fe-Zn/N/C/MWCNTs-800电催化剂的制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 IR分析 |
5.3.2 XRD分析 |
5.3.3 SEM分析 |
5.3.4 TEM分析 |
5.3.5 XPS分析 |
5.3.6 BET分析 |
5.3.7 Raman分析 |
5.3.8 电化学性能分析 |
5.3.9 流动液态锌-空气电池性能分析 |
5.3.10 柔性全固态锌-空气电池性能分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
作者简介与攻读硕士学位期间的科研成果 |
致谢 |
(6)脱除芳烃中微量烯烃的铜基加氢催化的研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 前言 |
第2章 文献综述 |
2.1 白土精制 |
2.2 加氢精制 |
2.2.1 贵金属加氢催化剂的研究和工业应用 |
2.2.2 非贵金属加氢催化剂的研究和工业应用 |
2.2.3 助剂在加氢催化剂中的研究 |
2.2.4 载体在加氢催化剂中的研究 |
2.2.5 焙烧温度对加氢催化剂性能影响的研究 |
2.2.6 制备方法对加氢催化剂性能影响中的研究 |
2.2.7 催化剂失活原因的研究 |
2.2.8 催化加氢机理的研究 |
2.3 其它方法精制 |
2.3.1 分子筛 |
2.3.2 离子液体 |
2.4 铜基加氢催化剂的研究 |
2.4.1 催化剂比表面积对催化剂性能的影响 |
2.4.2 铜的分散性对催化剂性能的影响 |
2.4.3 铜的还原性能对催化剂性能的影响 |
2.4.4 氢溢流效应对催化剂性能的影响 |
2.4.5 金属-载体强相互作用对催化剂性能的影响 |
2.4.6 铜锌界面效应对催化剂性能的影响 |
2.5 本论文的意义、目的及研究内容 |
第3章 实验部分 |
3.1 实验原料、主要仪器及试剂 |
3.1.1 实验原料 |
3.1.2 实验试剂 |
3.1.3 实验仪器 |
3.2 催化剂的制备 |
3.2.1 浸渍法 |
3.2.2 混捏法 |
3.2.3 共沉淀法 |
3.2.4 蒸氨法 |
3.3 实验装置及流程 |
3.3.1 催化剂性能的评价装置 |
3.3.2 脱除烯烃的转化率的计算 |
3.4 催化剂表征 |
3.4.1 热重量分析(TG) |
3.4.2 X射线衍射分析(XRD) |
3.4.3 N2等温吸附-脱附实验 |
3.4.4 X射线光电子能谱分析(XPS)和X射线激发俄歇电子能谱(XAES) |
3.4.5 氢气程序升温还原(H_2-TPR) |
3.4.6 高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM) |
第4章 铜基催化剂在芳烃的催化加氢中的研究 |
4.1 铜基催化剂性能的研究 |
4.2 氧化铈对铜/铈/白土催化剂性能影响的研究 |
4.2.1 氧化铈对催化剂的晶形结构的影响 |
4.2.2 氧化铈对催化剂孔道结构的影响 |
4.2.3 铜/铈/白土催化剂性能的研究 |
4.3 氧化锌对铜/锌/白土催化剂性能影响的研究 |
4.3.1 催化剂的热重量分析 |
4.3.2 催化剂的晶形结构分析 |
4.3.3 比表面积和孔结构分析 |
4.3.4 活性组分的价态分析 |
4.3.5 催化剂的还原性能分析 |
4.3.6 催化剂形貌分析 |
4.3.7 催化剂性能测试 |
4.3.8 铜/锌/白土催化剂的还原过程 |
4.4 铜/锌/白土催化剂应用于芳烃加氢精制的工艺条件的优化 |
4.4.1 不同反应温度对催化性能的影响 |
4.4.2 不同反应压力对催化剂的性能的影响 |
4.4.3 不同空速对催化剂的性能的影响 |
4.4.4 不同氢油体积比对催化性能的影响 |
4.5 微量铂对铜/锌/白土催化剂的催化性能影响的研究 |
4.5.1 微量铂对铜/锌/白土催化剂晶形的影响 |
4.5.2 微量铂对铜/锌/白土催化剂表面积的影响 |
4.5.3 微量铂对铜/锌/白土催化剂催化性能的影响 |
4.6 本章小结 |
第5章 共沉淀法对铜/锌/白土催化剂性能影响的研究 |
5.1 比表面积和孔结构测定 |
5.2 催化剂的晶形结构分析 |
5.3 催化剂还原性能分析 |
5.4 催化剂性能测试 |
5.5本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
发表论文 |
(7)木质素基生物炭材料的制备及其在超级电容器电极材料中的应用(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
1.绪论 |
1.1.木质素的概述 |
1.1.1.木质素结构与性质 |
1.1.2.木质素分类 |
1.2.木质素基炭材料的结构与制备方法 |
1.2.1.木质素基炭材料的结构 |
1.2.2.木质素基炭材料的制备方法 |
1.3.木质素基在储能中的应用 |
1.3.1.木质素基炭材料储能原理 |
1.3.2.木质素基炭材料应用于储能装置 |
1.4.本课题研究目的、内容、意义及创新点 |
1.4.1.研究目的、意义 |
1.4.2.研究内容 |
1.4.3.课题创新点 |
2.木质素基炭材料的制备与性能研究 |
2.1.概述 |
2.2.实验部分 |
2.2.1.实验所用原料与试剂 |
2.2.2.实验所用主要仪器 |
2.3.实验内容 |
2.3.1.木质素基炭材料的制备 |
2.3.2.木质素基炭材料制备工艺流程 |
2.3.3.电极片的制备 |
2.4.表征与测试 |
2.4.1.相对分子质量测试 |
2.4.2.红外光谱(FTIR)分析测试 |
2.4.3.热失重(TGA)分析测试 |
2.4.4.X射线粉末衍射测试 |
2.4.5.拉曼光谱测试 |
2.4.6.粒径分布分析测试 |
2.4.7.比表面积(BET)和孔隙分布测试 |
2.4.8.扫描电镜(SEM)分析测试 |
2.4.9.电化学性能分析测试 |
2.5.结果与讨论 |
2.5.1.木质素的分子量与分子量分布 |
2.5.2.木质素的FT-IR |
2.5.3.木质素的热分解过程及成炭效率 |
2.5.4.木质素的粒径分布形态 |
2.5.5.木质素基炭材料的FT-IR |
2.5.6.木质素基炭材料的石墨化程度 |
2.5.7.木质素基炭材料的微观形态 |
2.5.8.木质素炭的元素组成 |
2.5.9.木质素基炭材料的孔道结构 |
2.5.10.木质素基炭材料组成三电极体系的电化学性能 |
2.6.本章小结 |
3.漆酶酶解和炭化工艺对木质素磺酸钙基炭材料的影响 |
3.1.概述 |
3.2.实验部分 |
3.2.1.实验药品及仪器 |
3.2.2.实验所用主要仪器 |
3.3.实验内容 |
3.3.1.漆酶酶解木质素的制备 |
3.3.2.木质素基炭材料的制备 |
3.3.3.电极片的制备 |
3.4.表征与测试 |
3.5.结果与讨论 |
3.5.1.漆酶酶解对木质素及木质素基炭材料的影响 |
3.5.2.氢氧化钾对木质素基炭材料的影响 |
3.5.3.漆酶酶解对木质素基炭材料的电化学性能的影响 |
3.5.4.氢氧化钾对木质素基炭材料的电化学性能的影响 |
3.6.本章小结 |
4.发泡剂对制备木质素基炭材料的影响 |
4.1.概述 |
4.2.实验部分 |
4.2.1.实验药品及仪器 |
4.2.2.实验所用主要仪器 |
4.3.实验内容 |
4.3.1.碳酸氢钠/木质素磺酸钙木质素基炭材料的制备 |
4.3.2.偶氮二甲酰胺/木质素磺酸钙木质素基炭材料的制备 |
4.3.3.三聚氰胺焦磷酸盐/木质素磺酸钙木质素基炭材料的制备 |
4.3.4.电极片的制备 |
4.4.表征与测试 |
4.5.结果与讨论 |
4.5.1.无机型发泡剂碳酸氢钠对木质素基炭材料的影响 |
4.5.2.有机型发泡剂偶氮二甲酰胺对木质素基炭材料的影响 |
4.5.3.三聚氰胺焦磷酸盐对木质素基炭材料的影响 |
4.5.4.木质素基炭材料的电化学性能 |
4.6.本章小结 |
5.研究工作总结和展望 |
5.1.工作总结 |
5.2.展望 |
参考文献 |
攻读学位期间研究成果 |
致谢 |
(8)基于协同控制的煤热解过程中硫、汞反应特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 燃煤烟气SO_2和Hg控制现状 |
1.2.1 燃煤烟气中SO_2的控制现状 |
1.2.2 燃煤烟气中Hg的控制现状 |
1.3 煤热解过程中S、Hg控制现状 |
1.3.1 煤中S、Hg赋存正相关性 |
1.3.2 煤中S、Hg热解脱除研究 |
1.3.3 热解气中以S治Hg~0的研究 |
1.3.4 热解气中以S治Hg~0的反应机理 |
1.4 煤热解S、Hg协同控制技术 |
1.5 选题意义和研究内容 |
第二章 实验系统和方法 |
2.1 实验系统 |
2.1.1 固定床热解实验装置 |
2.1.2 固定床脱硫/脱汞实验装置 |
2.2 实验仪器及化学试剂 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 实验步骤及评价指标 |
2.3.2 样品表征技术 |
2.4 本章小结 |
第三章 煤热解过程中S、Hg协同析出规律研究 |
3.1 试验煤样的基本性质和预处理 |
3.1.1 原煤样品工业分析和元素分析 |
3.1.2 原煤样品的XPS分析 |
3.1.3 原煤热重分析 |
3.1.4 热解动力学分析 |
3.1.5 脱灰脱黄铁矿煤的制备 |
3.2 煤中Hg的赋存形态识别和分布 |
3.2.1 煤热解基础工况条件的优化 |
3.2.2 煤中Hg的赋存形态识别 |
3.2.3 煤中Hg的赋存形态分布 |
3.3 煤热解过程中S、Hg协同析出规律 |
3.3.1 贫氧气氛对S、Hg协同析出的影响 |
3.3.2 快速热解对S、Hg协同析出的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 热解气中H2S催化氧化试验及机理研究 |
4.1 吸附剂制备参数的影响 |
4.1.1 前驱液浓度的影响 |
4.1.2 制备条件的影响 |
4.2 反应温度和O_2/H_2S摩尔比的影响 |
4.3 热解气组分对H_2S催化氧化的影响 |
4.3.1 CO含量的影响 |
4.3.2 H_2含量的影响 |
4.3.3 模拟热解气的影响 |
4.4 H_2S催化氧化和吸附剂失活机理 |
4.4.1 H_2S催化氧化机理 |
4.4.2 吸附剂失活机理 |
4.5 本章小结 |
第五章 H_2S催化氧化对Hg~0吸附脱除影响规律研究 |
5.1 反应条件对脱汞性能影响 |
5.1.1 反应温度的影响 |
5.1.2 热解气组分的影响 |
5.2 Hg~0吸附表观动力学 |
5.3 Hg~0吸附脱除机理分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 H_2S,Hg~0在Fe_2O_3表面反应的DFT研究 |
6.1 计算模型和方法 |
6.2 Fe_2O_3和H_2S分子构型优化 |
6.2.1 Fe_2O_3分子构型优化 |
6.2.2 H_2S分子构型优化 |
6.3 H_2S在α-Fe_2O_3(001)表面的吸附 |
6.4 H_2S解离和Hg~0吸附反应 |
6.5 本章小结 |
第七章 全文总结与展望 |
7.1 本文工作总结 |
7.2 本文主要创新点 |
7.3 本文不足之处与研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间主要成果 |
ENGLISH PAPERS |
Paper Ⅰ: Studies on mercury occurrence modes in coal and the sulfur-mercuryremoval performance during coal pyrolysis |
Papper Ⅱ: H_2S selective catalytic oxidation to sulfur over iron oxide sorbentsupported on semi-coke |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(9)基于纳米纤维素模板制备多级孔ZSM-5分子筛及催化热解废弃塑料的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 废弃塑料概述 |
1.1.1 废弃塑料的发展和危害 |
1.1.2 废弃塑料的回收处理 |
1.2 废弃塑料到高价值燃料及化学品的研究进展 |
1.2.1 热解技术 |
1.2.2 催化热解技术 |
1.2.3 现阶段国内外塑料转化技术新进展 |
1.3 传统ZSM-5分子筛概述 |
1.3.1 ZSM-5分子筛的合成方法 |
1.3.2 ZSM-5分子筛的物化性质及应用 |
1.4 多级孔ZSM-5分子筛概述 |
1.4.1 模板法 |
1.4.2 无模板法法 |
1.4.3 酸或碱溶液处理法 |
1.4.4 金属负载多级孔分子筛 |
1.5 课题研究内容 |
第2章 实验原料、仪器与表征方法 |
2.1 实验药品与原料 |
2.2 实验仪器设备 |
2.3 多级孔ZSM-5分子筛表征手段 |
2.3.1 分子筛表征仪器汇总 |
2.3.2 比表面及孔径分析仪(BET) |
2.3.3 X射线多晶衍射(XRD) |
2.3.4 红外光谱仪(IR) |
2.3.5 扫描电子显微镜(SEM) |
2.3.6 透射电子显微镜(TEM) |
2.3.7 程序升温化学吸附仪(NH3-TPD) |
2.3.8 热重-红外同步热分析仪(TG-IR) |
2.3.9 X射线光电子能谱仪(XPS) |
2.4 多级孔ZSM-5分子筛快速催化热解LDPE性能评价 |
2.4.1 液态油组分分析(GCMS) |
2.4.2 气体组分分析(GC) |
第3章 纳米纤维素为介孔模板剂制备多级孔ZSM-5分子筛 |
3.1 引言 |
3.2 多级孔ZSM-5分子筛制备 |
3.2.1 实验原料与药品 |
3.2.2 实验耗材及仪器 |
3.2.3 纳米纤维素(NCC)为介孔模板制备多级孔ZSM-5分子筛 |
3.3 多级孔分子筛催化剂表征结果分析 |
3.3.1 XRD晶体结构表征结果 |
3.3.2 红外光谱表征(IR) |
3.3.3 BET及孔径结果分析 |
3.3.4 微观形貌结构SEM表征分析 |
3.3.5 TEM表征分析 |
3.3.6 多级孔ZSM-5分子筛酸度的测定(NH3-TPD) |
3.3.7 TG-IR联用测试分析 |
3.4 本章小节 |
第4章 多级孔ZSM-5分子筛催化热解LDPE制备高附加值化学品 |
4.1 引言 |
4.2 快速催化热解实验 |
4.2.1 快速催化热解实验设备和流程 |
4.2.2 产物评价与分析 |
4.3 快速催化热解实验结果讨论 |
4.3.1 不同纳米纤维素量对产物组分的影响 |
4.3.2 不同硅铝比对产物组分的影响 |
4.3.3 不同催化温度对产物组分的影响 |
4.3.4 不同塑料(PE)与催化剂的比例对产物组分的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 金属负载多级孔ZSM-5分子筛及快速催化热解LDPE的研究 |
5.1 引言 |
5.2 浸渍法负载金属改性多级孔ZSM-5分子筛 |
5.3 金属负载后分子筛材料的表征结果与讨论 |
5.3.1 XRD晶体结构表征结果 |
5.3.2 红外光谱(IR)表征 |
5.3.3 BET及孔径结果分析 |
5.3.4 XPS表征分析 |
5.3.5 微观形貌结构SEM表征分析 |
5.3.6 多级孔ZSM-5分子筛酸度的测定(NH3-TPD) |
5.3.7 TG测试分析 |
5.4 快速催化热解废弃塑料(LDPE)结果与讨论 |
5.4.1 不同金属改性对产物组分的影响 |
5.4.2 不同金属Ni含量改性对产物组分的影响 |
5.4.3 催化温度对产物组分的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 本文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间学位期间论文发表情况 |
(10)植物导管原位构筑Co3O4的制备及脱汞性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 汞的污染及迁移 |
1.2.1 汞的危害 |
1.2.2 汞的来源 |
1.2.3 汞的形态和性质 |
1.3 Hg~0污染控制技术 |
1.3.1 燃煤烟气污染控制设备除Hg~0 |
1.3.2 吸附剂及吸附剂改性脱Hg~0 |
1.3.3 催化氧化法脱Hg~0 |
1.4 过渡金属氧化物材料脱Hg~0现状 |
1.4.1 负载型催化剂脱Hg~0现状 |
1.4.2 非负载型催化剂脱Hg~0现状 |
1.4.3 规则孔道氧化物材料脱Hg~0现状 |
1.5 课题研究意义和内容 |
1.5.1 课题研究的目的及意义 |
1.5.2 课题研究内容 |
2 实验器材与表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验试剂和设备 |
2.2.1 实验试剂 |
2.2.2 实验设备 |
2.3 催化剂性能评价系统 |
2.3.1 模拟烟气系统 |
2.3.2 催化氧化反应系统 |
2.3.3 测试系统 |
2.3.4 尾气净化系统 |
2.3.5 实验数据处理 |
2.4 催化剂的表征 |
2.4.1 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
2.4.2 氮气吸附脱附(BET)分析 |
2.4.3 X-射线衍射(XRD)分析 |
2.4.4 X-射线光电子能谱(XPS)分析 |
3 探索木材结构的差异对催化剂脱汞性能影响 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 浸渍法制备Co_3O_4负载杉木催化剂 |
3.2.2 浸渍法制备Co_3O_4负载不同木材碳催化剂 |
3.3 不同木材的形貌及结构分析 |
3.4 催化剂脱汞性能的测试 |
3.5 构效关系分析 |
3.5.1 SEM分析 |
3.5.2 XRD分析 |
3.5.3 BET分析 |
3.6 长时间性能测试 |
3.7 烟气组分对催化剂脱汞性能影响 |
3.7.1 O_2的影响 |
3.7.2 NO的影响 |
3.7.3 SO_2的影响 |
3.7.4 NH_3的影响 |
3.8 本章小结 |
4 木材碳原位生长纳米颗粒脱汞研究 |
4.1 引言 |
4.2 催化剂的制备 |
4.3 催化剂的物理化学性质分析 |
4.3.1 SEM分析 |
4.3.2 BET分析 |
4.3.3 XRD分析 |
4.3.4 催化剂表面原子浓度测试 |
4.4 催化剂性能测试 |
4.4.1 脱汞性能评价 |
4.4.2 催化剂使用寿命测试 |
4.5 反应与再生机理探究 |
4.5.1 催化剂反应机理探究 |
4.5.2 催化剂再生机理探究 |
4.6 复合烟气成分对脱汞性能的影响 |
4.6.1 NO和 NH_3对催化剂脱汞性能的复合影响 |
4.6.2 NO、NH_3和SO_2对催化剂脱汞性能的复合影响 |
4.7 本章小结 |
5 牺牲模板法制备的催化剂脱汞性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 催化剂的制备 |
5.3 催化剂的表征 |
5.3.1 SEM和 EDS分析 |
5.3.2 XRD分析 |
5.3.3 BET分析 |
5.3.4 XPS分析 |
5.4 催化剂的脱汞性能 |
5.4.1 不同催化剂脱汞性能评价 |
5.4.2 催化剂的长时间测试 |
5.5 本章小结 |
结论 |
创新点及展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
四、BET装置的改进(论文参考文献)
- [1]钴羰基簇合物材料的构筑及其二氧化碳吸附性能评价[D]. 孙丰. 内蒙古大学, 2021(12)
- [2]合成气制高碳醇CuFe催化剂研究[D]. 黄乐. 华东理工大学, 2021(08)
- [3]低铱钙钛矿水氧化催化剂微结构调控与性能研究[D]. 梁宵. 吉林大学, 2021(01)
- [4]镍基尖晶石甲烷联合重整催化剂的制备及性能研究[D]. 陈思磊. 华东理工大学, 2021(08)
- [5]碳基非贵金属仿生氧还原催化剂的制备及性能研究[D]. 王志达. 吉林大学, 2021(01)
- [6]脱除芳烃中微量烯烃的铜基加氢催化的研究与应用[D]. 王乐. 华东理工大学, 2021(08)
- [7]木质素基生物炭材料的制备及其在超级电容器电极材料中的应用[D]. 赵玉绮. 常州大学, 2021(01)
- [8]基于协同控制的煤热解过程中硫、汞反应特性研究[D]. 张肖阳. 山东大学, 2021
- [9]基于纳米纤维素模板制备多级孔ZSM-5分子筛及催化热解废弃塑料的研究[D]. 蔡荣. 华东理工大学, 2021(08)
- [10]植物导管原位构筑Co3O4的制备及脱汞性能研究[D]. 宋欣欣. 大连理工大学, 2021(01)