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钌基纳米材料结构设计、制备及催化应用
潘金鼎
学位类型硕士
导师杨军
2017-07
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点北京
学位专业材料工程
关键词 挥发性有机物 二氧化铈 核壳结构 中空结构
摘要

挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)是当今大气污染的一类重要来源,对社会的发展和人类的健康构成巨大的威胁。为了消除VOC所造成的污染,通常采用催化氧化的方法将其完全分解为CO2和H2O等。因此,制备具有良好活性和稳定性的催化剂,对VOCs氧化分解具有重要意义。与Pt、Pd等传统贵金属催化剂相比,Ru催化剂相对低廉的价格降低了催化剂制备的成本。同时,作为贵金属催化剂,Ru对VOCs的催化性能大大优于非贵金属催化剂,致使Ru催化剂成为目前该领域重要研究方向。众所周知,催化剂的结构对其催化性能具有重要的影响。因此,对催化剂结构的调控已经成为调控催化剂催化性能的重要方式。本文采用种子生长法制备出核壳结构Ag-Ru纳米颗粒,然后利用刻蚀的方法除去Ag,得到中空结构Ru纳米颗粒。最后,通过浸渍法制备得到Ag-Ru/ Al2O3和空心Ru/ Al2O3催化剂。在催化苯氧化的反应中,核壳结构Ag-Ru和中空结构Ru在VOC的氧化中表现出增强的催化性能, 其中,核壳结构Ru表现出最高的催化性能。催化性能的增强主要得益于核壳结构中Ag与Ru之间的协同效应。另外,为了探究催化剂和载体间的相互作用,我们采用CeO2作为载体,得到Ru/CeO2催化剂体系。相比Ru/γ-Al2O3催化剂体系,Ru/CeO2催化剂在苯氧化中表现出比Ru/γ-Al2O3体系更加卓越的催化性能,这可能由于催化剂与载体CeO2之间发生了相互作用。鉴于这种促进作用,本文尝试用水热法,制备不同形貌的CeO2颗粒,以期能得到具有更加卓越催化性能的催化剂。最后,我们也将核壳结构Ag-Ru负载到不同的载体上,通过观察内核中Ag向外扩散的快慢,探究不同载体对催化剂的影响。

语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/24343
专题研究所(批量导入)
推荐引用方式
GB/T 7714
潘金鼎. 钌基纳米材料结构设计、制备及催化应用[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2017.
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