【摘 要】
：
氨不仅是一种重要的化工原料,同时也是绿色能源载体,被广泛应用于农业、化工、能源、医药等领域。目前,工业合成氨以Haber-Bosch法为主,该反应在高温高压下以铁基作为催化剂进行,消耗了全球约2%的能源,并大量排放温室气体CO2,因此,寻找一种绿色、低能、高效的合成氨方法是能源和环境可持续发展的必由之路。光催化固氮在太阳能驱动下,以水为质子源,氮气为氮源,在常温常压下利用光催化剂在纯水中（或加入牺
论文部分内容阅读
氨不仅是一种重要的化工原料,同时也是绿色能源载体,被广泛应用于农业、化工、能源、医药等领域。目前,工业合成氨以Haber-Bosch法为主,该反应在高温高压下以铁基作为催化剂进行,消耗了全球约2%的能源,并大量排放温室气体CO2,因此,寻找一种绿色、低能、高效的合成氨方法是能源和环境可持续发展的必由之路。光催化固氮在太阳能驱动下,以水为质子源,氮气为氮源,在常温常压下利用光催化剂在纯水中（或加入牺牲剂）进行氮还原反应,该方法是一种清洁无污染的新型合成氨工艺。近年来,随着对光催化合成氨的研究,在探索高效固氮光催化剂方面取得了重要的研究进展,但是目前固氮光催化剂还存在光能转化效率低、催化活性低和使用寿命短的问题。金属有机框架（MOF）材料是以金属离子与有机配体通过自组装过程形成的具有周期性网格结构的晶体材料,具有高比表面积,结构功能可设计,孔道分布均匀等特点,是一种优异的光催化剂。本研究为提高纯水中的光催化固氮性能,从仿生双金属催化剂设计角度入手,结合光催化反应的特性,在MOFs的骨架上或孔道中引入第二种金属形成双金属MOFs,通过对MOFs的改性,大幅提升固氮效率,深入研究其光催化固氮机理,为光催化固氮性能的提升和催化剂的结构优化提供全新的方法和实验依据。主要研究内容如下:（1）以ZrCl4和CeCl3为金属源,对苯二甲酸为有机配体,通过用Ce部分替代Zr,制备双金属CeZr5-UiO-66光催化剂以增强光催化N2还原反应（NRR）。稀土元素Ce被引入Zr-MOFs（UiO-66）的节点,形成CeZr5团簇,通过配位体-金属电荷转移过程（LMCT）提高了光激发电子-空穴对分离和电荷转移的效率,从而促进了光催化固氮性能。光催化性能随着Ce含量的增加而线性增加。但更高的Ce比例（＞20%）导致产生新的MOFs（Ce-BDC-24）从而导致光催化活性降低。CeZr5-UiO-66双金属MOFs体系的光催化氮还原性能达到200.13 μmol·g-1h-1,较单一金属Zr-Uio-66的性能提高105.9%。在此基础上,提出合适的能量转移机制用以阐明双金属UiO-66（CeZr5）体系在光催化固氮过程中的光诱导电荷转移过程。（2）以Al（NO3）3和Fe（NO3）3为金属源,均苯三甲酸为有机配体,通过水热法制备MIL-100（FeAl）双金属MOFs。实验表明,引入Fe元素后正八面体的催化剂的粒径由800 nm减小到500 nm,且当铁含量大于30%时,催化剂由正八面体转变为不规则块体结构。少量的Fe元素的掺杂使催化剂在≥500 nm的光吸收强度显著提升。固氮性能测试表明,双金属MOF材料MIL-100（10%Fe）的氨产率显著提升,高达102.96 μmol·g-1h-1,是单一金属MOF材料的三倍。在光催化过程中,MIL-100（10%Fe）中的配体受光激发产生电子,经由Al转移至活性位点Fe上（LMMCT）,实现固氮反应。然而过量Fe元素会抑制溶液中Al参与MOF结晶,从而导致催化剂固氮性能降低。（3）以Cr（NO3）3为金属源,对苯二甲酸为有机配体,制备多孔的MIL-101（Cr）,并通过双溶剂法（正己烷,水）在MOF孔道中引入金属Ag,通过光还原将Ag离子还原成为Ag纳米粒子得到Ag@MIL-101（Cr）。AgNPs均匀分散于MIL-101（Cr）内部2-3 nm的孔道里,孔道的限域作用可有效阻止AgNPs的团聚,且MIL-101（Cr）小的孔径（1.2nm和1.6nm）可防止AgNPs的脱落,使材料具有高的稳定性。固氮测试表明,Ag@MIL-101（Cr）的氨产率高达135.81μmol·g-1h-1,是MIL-101（Cr）的12倍。此外,深入研究了Ag@MIL-101（Cr）的光催化固氮机理,即在光照射下,MOF材料产生的光激发电子转移至Ag@MIL-101（Cr）大孔中的Ag NPs活性位点上进行氮还原氨反应（LMCT）,同时AgNPs自身通过局部表面等离子体共振效应（LSPR）也会产生电子起到协同作用。
其他文献
从线粒体结构、线粒体氧化损伤、线粒体自噬、线粒体动力学及生物发生等分子机制角度，综述了番茄红素（lycopene，LYC）对动物线粒体损伤的保护作用及分子机制，总结了现阶段LYC保护线粒体损伤的研究进展。今后应在提高LYC生物利用度、丰度及探究LYC缓解线粒体损伤的分子机制方面进行进一步深入研究，为推进LYC在动物疾病治疗和预防中的应用提供理论依据和参考。
吐温80作为一种乳化剂,可以通过乳化调节细胞膜的渗透压,改变细菌细胞膜的渗透性[1-3]。Léonard-Akkari等人研究发现吐温80能够抑制枯草杆菌芽孢的萌发和生长[4],但吐温80结合高压热杀菌（High Pressure Thermal Sterilization,HPTS）对芽孢的抑菌效果及机理目前尚未明确。因此,本实验采用吐温80结合HPTS处理枯草杆菌芽孢,综合分析吐温80对HPT
受限于“条块分割”的行政体制制约,我国电子政务建设投入持续扩张。缺乏有效治理的政务信息系统建设造成了大量的资源浪费并给政府财政带来了难以承受的负担。电子政务治理的目标具有两个层次。一是提高国家治理能力现代化的整体水平,二是以平台治理、数据治理为基础,实现依法行政、权力监督、有序建设、绩效导向、资源共享的科学建设模式,进一步形成数字政府建设的基础环境。电子政务的治理是治理主体根据国家意志和导向在一段
多酚和蛋白质是食品的重要组成成分,对食品的功能特性和质量都起着重要的影响。在食品加工、日常饮食和人体消化过程中,多酚和蛋白质共存且相互作用的发生不可避免。研究表明,多酚类化合物具有独特的结构和理化性质,在与蛋白质的相互作用过程中能改变蛋白质的功能性质以及生物利用度,包括蛋白质的疏水性、起泡性、乳化稳定性以及蛋白质的结构。因此,多酚与蛋白质的复合作用被认为是有效改善蛋白质功能特性以期扩大其应用范围的
本文通过对电介质极化机理的分析,指出大气在光波频率作用下仪需考虑分子的电子位移极化,而对波长较长的无线电波则必须考虑水蒸汽分子的转向极化。根据大气压强、水汽压随高度变化的经验公式,利用光波频率作用下的实验室测定,加上水蒸汽分子转向极化的理论计算,应用克劳休斯——莫索缔方程和麦克斯韦关系式,可作出大气折射率随高度变化的关系曲线。对比大气对光波及无线电波的折射率,可明显看出大气小水蒸汽含量对气体折射率
全球化石燃料逐渐枯竭,开发和使用可再生能源已成为一个重要问题。纤维素作为自然界中可再生有机碳资源之一,被认为是生产液体燃料和精细化学品的天然绿色原料。近几年来,使用金属氧化物催化剂将纤维素催化转化为化学品或高附加值燃料已成为其利用的最重要方式之一。本研究内容是通过制备一系列具有高催化活性和稳定性的镍基混合金属氧化物催化剂,探究了该类催化剂在催化转化纤维素过程中的催化活性以及不同金属元素间的相互协同
开发一种新型高水通量、高选择性的油水分离技术,是当前油水分离研究领域的前沿热点。近年来,膜分离技术在油水分离领域备受关注,但存在水通量低,膜稳定性差的缺点。HKUST-1是一种重要的金属有机框架材料（Metal Organic Framework,MOF）,具有优异的水热稳定性。本论文首先合成一维取向Cu（OH）2纳米阵列,再根据同源金属诱导原理,采用原位生长法成功制备了具有规则微纳结构的HKUS
地方政府投融资平台作为中国社会主义的特色产物,是地方政府进行投融资的重要载体,随着国内经济的迅猛发展及城镇化进程的加快,为地区的经济增长提供了重要支撑,其发挥的重要经济作用不可忽视,但是其带来的风险亦不可轻视。由于缺乏完善的法规监管,地方政府的财务风险防控意识淡薄,导致隐性债务激增,有可能引发系统性风险。针对这一情况,在债务风险初露端倪时,相关部门就出台了系列文件来防范风险的爆发,并敦促投融资平台
金属有机骨架材料是一类具有丰富形貌、化学组成可调的新型多孔晶体先进材料,也是合成其它具有特殊表面和各种独特纳米结构的重要前驱体。本论文合成了一系列具有超薄片层、二维微盘、正十二面体等特殊形貌的钴基金属有机骨架材料（ZIF-67）,通过可控气氛煅烧、金属掺杂等策略,合成了一系列具有（111）晶面取向性、可控表面缺陷及电子结构的钴基氧化物纳米材料,探索了其在电催化分解水析氧（OER）方面的应用,并研究
新型清洁能源的开发已经成为实现碳达峰-碳中和目标、确保社会可持续性发展的重要任务。氢能是一种能量密度高、燃烧过程无废弃物、来源广泛的理想清洁能源。利用贵金属铂基催化剂电催化分解水制氢是一种重要的氢能获取方式,但是铂的储量有限、价格昂贵,限制了其大规模应用。因此,开发低铂、甚至无铂的高效电催化剂就至关重要。碳化钼具有与铂相似的电子结构,且储量丰富、容易获取,是一种非常有前景的类铂电催化剂。本论文采用