Au/Fe 2 O 3 基催化剂制备及其催化CO氧化性能研究

发布时间：2024-01-31 06:05

　　CO是一种重要的大气污染物,低温催化氧化法是消除CO的有效途径之一。负载型纳米金催化剂具有低温高活性、活性温区宽、抗氧化、对空气和水不敏感等优点,有良好的应用前景。而a-Fe2O3纳米材料具有化学性质稳定、价格低、环境友好以及耐光、对紫外线屏蔽等性能,适合作为金催化剂载体。Ce02由于具有较高的氧空位和氧化还原循环稳定性适合作为贵金属催化剂助剂。本文合成了系列Au/a-Fe2O3 和 Au/CeO2/a-Fe2O3复合催化材料,并详细研究了其CO催化活性。本文采用水热法,合成了不同形貌的a-Fe2O3材料；在此基础上,以共沉淀法和胶体沉积法制备了a-Fe2O3催化剂；采用水热法和共沉淀法制备了CeO2/a-Fe2O3复合氧化物,进一步以胶体沉积法制备了Au/CeO2/a-Fe2O3复合催化剂。分别利用XRD、TEM、XPS、ICP、原位红外等技术手段对所得催化剂进行了表征,在微催化反应器上采用程序升温氧化反应技术对催化剂进行了CO催化氧化活性评价。通过实验研究,得到以下结论：通过控制水热温度、水热时长、升温速率等因素成功合成了棒状、空心棒、多孔、梭型形貌的a-Fe2O3纳米材料。采用共...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 CO催化氧化的研究背景
    1.2 CO催化氧化反应机理研究
    1.3 纳米金催化剂的概述
        1.3.1 金的物理化学性质
        1.3.2 纳米金催化领域的研究进展
        1.3.3 负载型纳米金催化剂的制备
        1.3.4 影响负载型纳米金催化剂的活性因素
    1.4 氧化铁纳米材料的概述
    1.5 氧化铈纳米材料的概述
    1.6 本论文的研究意义和内容
        1.6.1 本论文的研究意义
        1.6.2 本论文的研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验仪器与试剂
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 材料的合成
        2.2.1 α-Fe₂O₃纳米材料的合成
        2.2.2 Au/α-Fe₂O₃催化剂复合材料的合成
        2.2.3 CeO₂/α-Fe₂O₃催化剂复合材料的合成
        2.2.4 Au/CeO₂/α-Fe₂O₃催化剂复合材料的合成
    2.3 催化剂表征
        2.3.1 物相组成测定(XRD)
        2.3.2 透视电镜分析(TEM)
        2.3.3 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.3.4 电感耦合等离子体分析(ICP)
        2.3.5 原位红外光谱实验
    2.4 催化活性评价
        2.4.1 CO催化氧化反应
        2.4.2 活性评价装置
        2.4.3 催化剂活性评价方法
第三章 Au/α-Fe₂O₃复合催化材料的合成及催化性能的研究
    3.1 引言
    3.2 α-Fe₂O₃纳米材料的合成及性能研究
        3.2.1 α-Fe₂O₃纳米材料的XRD分析
        3.2.2 α-Fe₂O₃纳米材料的微观形貌分析
        3.2.3 不同形貌的α-Fe₂O₃纳米材料的XPS分析
        3.2.4 小结
    3.3 Au/α-Fe₂O₃复合催化材料的制备方法及性能研究
        3.3.1 Au/α-Fe₂O₃复合催化剂的XRD分析
        3.3.2 Au/α-Fe₂O₃复合催化剂的微观形貌分析
        3.3.3 Au/α-Fe₂O₃复合催化剂催化性能研究
        3.3.4 小结
    3.4 不同形貌的Au/α-Fe₂O₃复合催化材料的合成及性能研究
        3.4.1 不同形貌的Au/α-Fe₂O₃复合催化剂的微观形貌分析
        3.4.2 不同形貌的Au/α-Fe₂O₃复合催化剂的XPS分析
        3.4.3 Au/α-Fe₂O₃复合催化剂催化性能研究
        3.4.4 不同形貌的Au/α-Fe₂O₃复合催化剂的原位红外实验分析
        3.4.5 Au/α-Fe₂O₃复合催化剂的CO催化氧化的机理研究
        3.4.6 小结
    3.5 本章小结
第四章 Au/CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化材料的合成及催化性能的研究
    4.1 前言
    4.2 水热法合成CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化材料及催化性能的研究
        4.2.1 CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的XRD分析
        4.2.2 CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的微观形貌分析
        4.2.3 CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的催化性能研究
        4.2.4 小结
    4.3 共沉淀法合成CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化材料及催化性能的研究
        4.3.1 CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的XRD分析
        4.3.2 CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的微观形貌分析
        4.3.3 CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的催化性能研究
        4.3.4 小结
    4.4 水热法合成CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化材料及催化性能的研究
        4.4.1 CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的XRD分析
        4.4.2 CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的微观形貌分析
        4.4.3 CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的催化性能研究
        4.4.4 CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的XPS分析
        4.4.5 小结
    4.5 Au/CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化材料的合成及催化性能的研究
        4.5.1 Au/CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的XRD分析
        4.5.2 Au/CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的微观形貌分析
        4.5.3 Au/CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的XPS分
        4.5.4 Au/CeO₂/α-Fe₂O₃复合催化剂的催化性能研究
        4.5.5 小结
    4.6 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录



本文编号：3891094