【摘 要】
:
硼氢化钠水解作为一种高效快捷的制氢手段,需要有效的催化剂参与。贵金属催化剂是硼氢化钠水解的高效催化剂,催化活性极高,而非贵金属催化剂以钴基为主,成本低廉,但都存在稳定性差的问题,为了提高催化剂的催化活性和循环稳定性能,本文分别采用不同的金属框架结构做载体,设计制备了 Co-Ti4N3、Ru NPs-TiO2-Ti3C2和Ru@Co-Ni@NF三种纳米复合催化剂。主要研究内容如下:(1)MXene表
论文部分内容阅读
硼氢化钠水解作为一种高效快捷的制氢手段,需要有效的催化剂参与。贵金属催化剂是硼氢化钠水解的高效催化剂,催化活性极高,而非贵金属催化剂以钴基为主,成本低廉,但都存在稳定性差的问题,为了提高催化剂的催化活性和循环稳定性能,本文分别采用不同的金属框架结构做载体,设计制备了 Co-Ti4N3、Ru NPs-TiO2-Ti3C2和Ru@Co-Ni@NF三种纳米复合催化剂。主要研究内容如下:(1)MXene表面有大量活性基团可以吸附金属阳离子,本文用氢氟酸(HF)刻蚀Ti4AlN3。获得手风琴状的Ti4N3Tx,以此为载体,通过水热反应将结构稳定的钴纳米棒锚定在Ti4N3Tx上,制得Co-Ti4N3复合材料。Ti4N3Tx有效地阻止了钴纳米棒的堆积和团聚,并且片层状结构使硼氢化钠和催化剂活性位点充分接触。Co-Ti4N3复合材料对硼氢化钠的水解具有良好的活性和稳定性,在30℃条件下的产氢率达到526 mL·min-1·g-1,反应活化能为44.23 kJ·mol-1。该催化剂在15次循环后仍保持了 75%的初始活性,远高于之前文献报道的结果。密度泛函理论(DFT)计算表明,Co-Ti4N3吸附氢的吉布斯自由能接近0 eV,进一步证实了 Co-Ti4N3具有良好的活性。(2)为了提高贵金属Ru的原子利用率,本文在层状Ti3C2Tx表面生长含有氧空位的TiO2纳米球,并通过氢气煅烧还原Ru前驱体将超细Ru纳米颗粒固定在TiO2纳米球表面,制得Ru NP-TiO2-Ti3C2催化剂。XPS证实了 Ti在低氧化状态下的存在,从而证实了氧空位的存在。HRTEM图像表明,均匀的Ru纳米粒子(平均直径约2 nm)分散在TiO2上,少部分Ru以单原子形式存在。根据不同Ru负载量的催化剂性能对比,发现Ru的最佳质量分数为0.33 wt%(303 K下硼氢化钠的水解速率为60 L·min-1·gRu-1),该催化剂在5个循环使用后仍然表现出良好的活性。(3)泡沫镍是一种便宜易得、结构稳定、中空多孔的载体材料。先通过一步水热,将钴镍层状双氢氧化物包覆在泡沫镍骨架上。再通过浸渍法使Ru锚定在钴镍层状双氢氧化物表面,然后通过NaBH4溶液原位还原Ru,制得Ru@Co-Ni@Ni Foam复合催化剂。ICP分析样品中Ru含量为1.27 wt%。XPS结果证明了 Ru单质的存在。通过测试不同钴镍比例的催化剂的性能,发现钴镍摩尔比为1:2时,30℃下催化剂的催化性能最高可以达到38L·min-1·gRu-1,这得益于泡沫镍的骨架结构及高活性催化剂的负载,催化剂在使用10次后,仍保持72%的初始活性。
其他文献
SmCo5和Sm2Co17系列Sm-Co基高温永磁材料因其优异磁性能得到了广泛应用。近年来,SmCo7基永磁材料引起了人们的关注。因TbCu7型结构的SmCo7相是亚稳相,为了使其稳定,通常在Sm-Co合金中加入过渡族元素。在过渡族元素中,Ti元素不仅能够稳定SmCo7相,而且可提高SmCo7基永磁材料的磁性能。Sm-Co-Ti合金相平衡信息是设计和制备SmCo7基永磁材料的重要依据,因此,本文实
通过对蝶类的分布和习性进行观察和总结,分析影响蝶类生长和行为习惯的环境因素。以北京地区为例,针对目标蝶类进行城镇绿地中蝶类生境的构建探索,具体包括空间类型选择、植被群落营建、筑巢营建及生境管理维护措施,合理有效地利用和保护蝴蝶资源,使城市中重现“留连戏蝶时时舞”的生动景观。
高精车道级地图是构建智慧城市的重要一环,能够有效助力无人驾驶、地图导航、路况分析等诸多实际应用场景。目前,行业内普遍采用的人工手动构建高精车道级地图的方式,在面对海量公路场景、高频地图更新等问题和要求时,显露出地图构建成本高昂、地图时效性低等问题。因此,一种能够快速且精确地自动构建高精车道级地图的方法愈发凸显其重要性。而人工智能算法在图像处理领域的兴起,为使用智能化手段快速构建高精车道级地图的方式
遥感影像变化检测技术在城镇化发展、土地变更调查以及自然灾害预警等领域中发挥着重要的作用,尤其是为地表监测和变化分析研究提供重要的技术支撑,一直是遥感领域的重点研究方向。近年来,伴随深度学习以及大数据技术的快速发展,国内外研究学者提出一系列满足遥感变化检测场景的深度学习方法。然而,在算法研究迈向实际应用的过程中,由于地物类别的复杂性、特征提取和选择的不充分以及变化检测数据的多源性,使得基于深度学习的
本文针对美国雷声公司研制的铺路爪雷达进行系统性能分析,首先介绍了在台湾部署的型号为AN/FPS-115的三面阵雷达的组成、功能、工作原理和工作方式,然后对其主要战技术指标进行了分析和论证,最后利用卫星工具包软件(STK)设置典型弹道和空间目标,对台湾铺路爪雷达的弹道导弹预警能力和空间目标编目能力进行了仿真和分析。
多巴胺(dopamine,DA)是大脑产生的一种重要的有机电化学神经递质,其浓度失衡会严重影响中枢神经系统、肾脏和心血管系统的健康,导致多种精神疾病。因此,DA的灵敏检测对神经退行性精神疾病的治疗和预防有着重要的意义。本论文通过制备两种性能优异的还原氧化石墨烯基纳米复合材料作为传感器检测探针,构建了两款无酶电化学DA传感器,实现了DA的高灵敏、低成本检测。研究内容包括以下方面:(1)基于金纳米颗粒
HepG2细胞是一种人类肝癌细胞,是研究葡萄糖对细胞代谢和对不同刺激反应的影响的成熟模型,因为这些细胞可以很容易地在低葡萄糖和高葡萄糖培养基中生长。HepG2细胞作为源自肝脏的细胞系,是纳米材料介导毒性的靶器官之一,HepG2细胞也是一种公认的纳米毒性测试模型。将纳米材料应用于肿瘤疾病的光热或光动力学治疗是当前的研究热点,但通常仅考虑其治疗效果,并没有考虑其代谢机理。纳米材料由于其抗菌性能,越来越
随着科学技术的进步,社会各个方面都在持续发展,我国的道路体系也更加完善,公路系统的发展也能够促进社会的快速发展。在道路工程施工中,不仅要考虑到施工等外在因素,还要考虑到其自身的内在环境因素,如在公路工程中的档案管理。因此,这一环节必须得到强化。本文就公路施工过程中的档案管理问题进行了论述,结合当前的情况,提出了创新档案管理信息化等更加高效的管理方法,使公路工程管理更加完善。
对于废旧线缆料交联聚乙烯(XLPE)的回收与再利用,课题组前期研究发现,采用注塑成型,废旧线缆料XLPE的填充量为10 wt.%,本研究的创新之处是采用模压成型,可将废旧XLPE的填充量最高增加到30 wt.%。由于XLPE具有三维网络结构,进行完全解交联的回收再利用工艺比较复杂,且设备投入比较大。因此本论文采用对废旧XLPE进行部分解交联,以低密度聚乙烯(LDPE)为基体材料,并运用五谷磨粉机将
硼氢化钠具有较高的理论氢含量、环境友好和安全等特点,被广泛应用于水解制氢。然而,放氢动力学缓慢制约其进一步发展,大多数报道的催化剂通常易于在反应中聚集,导致催化活性的丧失。过渡金属具有成本低、氧化还原性强、活性高等特点,若制备出高稳定性、高表面积、分层结构的理想基底来负载过渡金属作为催化剂,有望推动硼氢化钠作为未来燃料电池汽车的动力源。本文以实现高效硼氢化钠水解制氢为目标,依次采用原位还原法、湿法