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《Yolk-Shell型納米Au催化劑的制備及反應(yīng)性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代碼：10286分類號：TQ426.8密級：公開UDC：544學(xué)號：159537Yolk-Shell型納米Au催化劑的制備及反應(yīng)性能研究研究生姓名：方嘉聲導(dǎo)師姓名：張一衛(wèi)教授申請學(xué)位類別工學(xué)博士學(xué)位授予單位東南大學(xué)一級學(xué)科名稱化學(xué)工程與技術(shù)論文答辯日期2018年6月9日二級學(xué)科名稱應(yīng)用化學(xué)學(xué)位授予日期2018年月日答辯委員會主席范以寧教授評閱人2018年6月10日博士學(xué)位論文Yolk-Shell型納米Au催化劑的制備及反應(yīng)性能研究專業(yè)名稱：化學(xué)工程與技術(shù)研究生姓名：方嘉聲導(dǎo)師姓名：張一衛(wèi)教授本論文獲國家自
2、然科學(xué)基金項目（21676056，21376051）和東南大學(xué)優(yōu)秀博士論文培育基金項目（YBJJ1731）資助。STUDYONTHESYNTHESISANDREACTIVEPROPERTIESOFSUPPORTEDAUYOLK-SHELLNANOCATALYSTSADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofDoctorofEngineeringBYFANGJia-shengSupervisedbyProf.ZHANGYi-w
3、eiSchoolofChemistryandChemicalEngineeringSoutheastUniversityJune2018摘要摘要論文題目：Yolk-Shell型納米Au催化劑的制備及反應(yīng)性能研究研究生：方嘉聲指導(dǎo)老師：張一衛(wèi)教授負載型納米Au催化劑因其優(yōu)異的催化活性和選擇性，在涉及化學(xué)工業(yè)和環(huán)境保護等催化領(lǐng)域重要化學(xué)反應(yīng)中得到廣泛而深入的應(yīng)用研究。將超細納米Au顆粒分散構(gòu)筑于催化劑整體結(jié)構(gòu)中，不僅能獲得更強的金屬-載體間相互作用，而且可以發(fā)揮其經(jīng)濟高效的催化作用和最大的原子效率，已成為研究負載
4、型貴金屬納米催化劑的熱點。然而，具有超細納米尺寸和高比表面積的Au粒子往往表現(xiàn)出極高的表面活性和極大的熱不穩(wěn)定性，在材料制備或使用中容易發(fā)生燒結(jié)、團聚和變形，從而急劇降低納米Au催化劑的性能，并縮短其使用壽命。另外，負載的Au顆粒容易從催化劑中發(fā)生脫離和流失，而且Au催化劑回收率和Au粒子利用效率也往往比較低，影響其實際應(yīng)用。為此，通過創(chuàng)新負載型納米Au催化劑的結(jié)構(gòu)構(gòu)筑方法，進一步提高納米Au催化劑的熱穩(wěn)定性、利用效率和催化性能，具有重要的研究價值和現(xiàn)實意義。本論文從構(gòu)建高效催化體系和提高負載型納米Au顆粒熱
5、穩(wěn)定性出發(fā)，充分利用Yolk-Shell型復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，通過中空核殼結(jié)構(gòu)構(gòu)建和基于乙二胺金前驅(qū)物網(wǎng)點固載的超細納米Au原位還原技術(shù)，制備具有高分散性和高熱穩(wěn)定性的新型Yolk-Shell型納米Au催化劑。通過乙二胺配位基骨架結(jié)構(gòu)將Au離子分散錨定于材料結(jié)構(gòu)和化學(xué)組分可調(diào)變的Yolk-Shell型復(fù)合載體結(jié)構(gòu)中，經(jīng)特定還原熱處理，實現(xiàn)超細納米Au顆粒的原位負載和封裝固化。通過對Yolk-Shell型復(fù)合結(jié)構(gòu)的調(diào)控和空間分割，充分發(fā)揮空腔結(jié)構(gòu)的協(xié)同限域效應(yīng)以及核殼結(jié)構(gòu)的多組分協(xié)同增強作用，從而賦予催化體系獨
6、特的催化反應(yīng)性能。具體研究內(nèi)容如下：1.功能化構(gòu)筑磁性核層結(jié)構(gòu)，賦予Au催化劑優(yōu)良的磁分離性能。以Fe2O3梭形微粒為內(nèi)核，采用溶膠凝膠法表面包覆SiO2@RF@mSiO2復(fù)合物，經(jīng)焙燒處理得到SiO2基雙殼層Yolk-Shell型FSVmS復(fù)合橢球。利用DP法將Au(en)2Cl3前驅(qū)物均勻固載于FSVmS載體中，經(jīng)程序升溫氫還原熱處理，得到雙空腔磁性Yolk-Shell型MFSVmS-Au催化劑。研究表明，原位制備的負載型Au顆粒具有超細粒徑尺寸（3.17nm），由于乙二胺配位基和SiO2骨架結(jié)構(gòu)的雙重封
7、裝固化作用，呈現(xiàn)較高的分散性和熱穩(wěn)定性；Fe2O3轉(zhuǎn)化為強磁性Fe顆粒，并構(gòu)建內(nèi)空腔結(jié)構(gòu)，使MFSVmS-Au獲得較高的飽和磁化強度（62.9emu·g-1），可實現(xiàn)其快速分離和循環(huán)回用。雙空腔結(jié)構(gòu)的構(gòu)建極大強化了反應(yīng)過程的協(xié)同限域效應(yīng)，促進了反應(yīng)分子與催化活性位間相互作用，使MFSVmS-Au在4-NP還原反應(yīng)中展現(xiàn)出相比單空腔或核殼結(jié)構(gòu)對照材料更為優(yōu)異的催化效率和穩(wěn)定性。2.構(gòu)建碳結(jié)構(gòu)殼層分散固化Au顆粒，提高其活性和熱穩(wěn)定性。利用類St?ber法在I東南大學(xué)博士學(xué)位論文Fe2O3微粒表面一步構(gòu)筑SiO2
8、@RF復(fù)合物，經(jīng)過碳化-水熱處理，得到具有介孔碳殼層的Yolk-Shell型FSVC復(fù)合橢球。聯(lián)合DP反應(yīng)-高溫氫還原法，得到磁性Yolk-Shell型MFSAC催化劑。研究表明，固載于FSVC結(jié)構(gòu)中的Au(en)2Cl3前驅(qū)物原位還原為超細納米Au顆粒（2.08nm），并封裝固化于SiO2/C雙殼層結(jié)構(gòu)中，具有較好的分散性和熱穩(wěn)定性；水熱反應(yīng)中SiO2層刻蝕厚度的差異，使FSVC在氫還原過程中呈現(xiàn)
