负载型纳米镍催化剂的制备与表征及其催化性能研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gbqangel
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对氨基苯酚(4-AP)是合成镇痛剂和解热药物的一种重要的中间物,而对硝基苯酚(4-NP)是一种常见的有机污染物,一般存在于工业废水和农业废水中。催化降解4-NP成4-AP是一种环境友好且能变废为宝的方法,而寻找合适的催化剂成为了实现这一环境友好方法的主要因素,引起了科研工作者的广泛关注。传统的贵金属催化剂(Pt,Au,Ag)催化性能好,但是价格昂贵,不利于大规模工业化应用。用过渡金属取代贵金属催化剂是一条可行之路。但是,如何提高过渡金属催化剂的催化性能成为了研究的热点。本论文用一种新型的原位锻烧还原法合成了多种负载型镍纳米复合材料,以二氧化硅实心球或者二氧化硅纳米管(SNTs)为模板,以科肯达尔效应为原理,一步水热法合成硅酸盐前躯体,再通过原位锻烧还原法合成了 Ni/Si02@Au,Ni/Si02和Ni/SNTs纳米复合材料。通过XRD,EDS,ICP分析其成分,SEM,TEM分析其形貌,N2吸附分析其BET比表面积,最后研究了合成的纳米复合材料的磁学性能与催化性能。因为制备的负载型镍纳米催化剂具有大比表面积,高的纳米镍负载量,镍纳米颗粒尺寸小且均一,是高度单分散的小球,用其催化还原4-NP,催化性能比大多数的负载型纳米镍催化剂的催化性能都要高,比许多负载型贵金属催化剂的催化性能高。本文针对负载型镍催化剂,通过新型的原位煅烧还原无机物前躯体制备了Ni/Si02@Au,Ni/Si02和Ni/SNTs纳米复合材料,较系统的研究了这种制备方法的原理和制备的负载型镍催化剂的催化性能。解决了小粒径纳米镍易团聚的难题,并且有负载量大,颗粒单分散度高的优点。这种新型的原位锻烧还原的方法不涉及有机溶剂,是一条绿色环保的路线,可推广至其他负载型过渡金属催化剂(Co,Mn,Cu)的制备,以提高这些材料的催化性能。
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