纳米金属有机骨架催化剂光电还原CO 2 制醇烷燃料的机理研究
发布时间：2023-03-19 16:40
光电催化还原CO2制醇烷燃料能够在减排利用温室气体CO2的同时生产可再生合成燃料,是国内外节能减排和新能源领域的前沿热点研究方向。但是如何调节催化剂活性位点实现CO2的定向催化还原,提高特定产物的选择性解决CO2光电还原的产物成分复杂问题成为研究难点。本文通过量子化学计算剖析CO2还原的多元反应竞争机制定向强化目标途径,利用同步辐射光源探明空位-金属-氮配位结构揭示CO2还原催化活性位点,采用碳化掺杂修饰等手段研制纳米金属有机骨架高活性催化剂,显著提高了CO2光电还原反应的碳原子转化率以及醇烷产物选择性。将碳化铜金属有机骨架修饰铂钯贵金属构建双金属复合界面催化剂,改善表面电荷密度分布增加CO2光电还原反应活性位点,从而抑制析氢反应增强了醇类产物选择性。量子化学计算表明:在铂修饰的碳化铜金属有机骨架表面,光阳极分解水制得H+,通过质子交换膜传输到电阴极表面H*的自由能比*H2的自由能低2.7 ...
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
前言
摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
1. 绪论
1.1 CO2转化制可再生合成燃料的背景意义
1.2 CO2还原制醇烷燃料的研究现状
1.2.1 CO2还原制醇烷燃料的反应体系
1.2.2 CO2光电还原制醇烷燃料的催化剂
1.2.3 CO2光电还原制醇烷燃料的技术难点
1.3 本文的研究目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
2. 实验方法仪器
2.1 CO2光电还原反应实验
2.2 实验材料
2.3 实验仪器设备
2.4 CO2光电还原制醇烷燃料的电化学测试方法
2.5 金属有机骨架催化剂的微观理化表征方法
2.6 CO2光电还原的醇烷产物检测方法
2.7 量子化学计算软件及并行计算设备
3. 铂修饰碳化铜金属有机骨架抑制析氢反应促进CO2光电还原
3.1 引言
3.2 实验方案
3.2.1 铂修饰碳化铜金属有机骨架电阴极的制备方法
3.2.2 铂修饰二氧化钛纳米管光阳极的制备方法
3.2.3 量子化学计算模型的构建
3.3 铂修饰碳化铜金属有机骨架催化剂的微观表征
3.4 载铂二氧化钛纳米管光阳极促进阴极CO2还原
3.5 铂修饰碳化金属有机骨架催化剂提高CO2光电还原反应的选择性
3.6 计算揭示掺铂碳化铜金属有机骨架抑制析氢反应促进CO2还原机理
3.7 本章小结
4. 掺钯碳化铜金属有机骨架催化剂降低CO2光电还原生成醇类产物的反应自由能
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 掺钯碳化铜金属有机骨架催化剂的制备方法
4.2.2 量子化学计算模型的构建
4.3 掺钯碳化铜金属有机骨架催化剂的微观表征
4.4 计算揭示掺钯碳化铜金属有机骨架催化剂降低CO2还原为醇类的反应自由能
4.5 铜钯双金属活性位点对CO2光电还原为醇类产物的促进作用
4.6 本章小结
5. 载铂泡沫铜负载铜金属有机骨架掺杂还原氧化石墨烯提高CO2光电还原反应制乙醇的选择性
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 氧化石墨烯的制备
5.2.2 还原氧化石墨烯掺杂的铜金属有机骨架电阴极的制备
5.3 还原氧化石墨烯掺杂的铜金属有机骨架电阴极的微观表征
5.4 载铂泡沫铜负载还原氧化石墨烯掺杂的铜金属有机骨架电阴极催化剂对CO2还原制乙醇的促进作用
5.5 本章小结
6. 含金属-氮不饱和配位键的碳化锌钴沸石咪唑酯骨架催化CO2光电还原为多碳醇
6.1 引言
6.2 实验方法
6.2.1 锌钴沸石咪唑酯骨架催化剂电阴极的制备
6.2.2 碳化锌钴沸石咪唑酯骨架催化剂电阴极的制备
6.2.3 量子化学计算模型的构建
6.3 碳化锌钴沸石咪唑酯骨架催化剂的微观表征分析
6.4 碳化锌钴沸石咪唑酯骨架催化剂促进CO2光电还原为多碳醇
6.5 碳化锌钴沸石咪唑酯骨架催化剂对CO2还原性能的电化学测试
6.6 计算揭示CO2光电还原为多碳醇产物的竞争机制
6.7 本章小结
7. 含空位-铜-氮活性位点的铜锌沸石咪唑酯骨架催化光电还原CO2为CH4产物
7.1 引言
7.2 实验方法
7.2.1 碳化铜锌沸石咪唑酯骨架催化剂的合成
7.2.2 碳化铜锌沸石咪唑酯骨架/泡沫铜(CuxZny-N-C/CF)电阴极的制备
7.2.3 量子化学计算模型的构建
7.3 碳化铜锌沸石咪唑酯骨架催化剂的微观表征
7.4 碳化铜锌沸石咪唑酯骨架催化剂促进CO2光电还原为CH4
7.5 计算揭示金属-氮-空位活性位点催化CO2还原为CH4的竞争反应机制
7.6 本章小结
8. 全文总结
8.1 主要研究成果
8.2 主要创新点
8.3 研究展望
参考文献
作者简历
本文编号：3765592
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
前言
摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
1. 绪论
1.1 CO2转化制可再生合成燃料的背景意义
1.2 CO2还原制醇烷燃料的研究现状
1.2.1 CO2还原制醇烷燃料的反应体系
1.2.2 CO2光电还原制醇烷燃料的催化剂
1.2.3 CO2光电还原制醇烷燃料的技术难点
1.3 本文的研究目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
2. 实验方法仪器
2.1 CO2光电还原反应实验
2.2 实验材料
2.3 实验仪器设备
2.4 CO2光电还原制醇烷燃料的电化学测试方法
2.5 金属有机骨架催化剂的微观理化表征方法
2.6 CO2光电还原的醇烷产物检测方法
2.7 量子化学计算软件及并行计算设备
3. 铂修饰碳化铜金属有机骨架抑制析氢反应促进CO2光电还原
3.1 引言
3.2 实验方案
3.2.1 铂修饰碳化铜金属有机骨架电阴极的制备方法
3.2.2 铂修饰二氧化钛纳米管光阳极的制备方法
3.2.3 量子化学计算模型的构建
3.3 铂修饰碳化铜金属有机骨架催化剂的微观表征
3.4 载铂二氧化钛纳米管光阳极促进阴极CO2还原
3.5 铂修饰碳化金属有机骨架催化剂提高CO2光电还原反应的选择性
3.6 计算揭示掺铂碳化铜金属有机骨架抑制析氢反应促进CO2还原机理
3.7 本章小结
4. 掺钯碳化铜金属有机骨架催化剂降低CO2光电还原生成醇类产物的反应自由能
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 掺钯碳化铜金属有机骨架催化剂的制备方法
4.2.2 量子化学计算模型的构建
4.3 掺钯碳化铜金属有机骨架催化剂的微观表征
4.4 计算揭示掺钯碳化铜金属有机骨架催化剂降低CO2还原为醇类的反应自由能
4.5 铜钯双金属活性位点对CO2光电还原为醇类产物的促进作用
4.6 本章小结
5. 载铂泡沫铜负载铜金属有机骨架掺杂还原氧化石墨烯提高CO2光电还原反应制乙醇的选择性
5.1 引言
5.2 实验方法
5.2.1 氧化石墨烯的制备
5.2.2 还原氧化石墨烯掺杂的铜金属有机骨架电阴极的制备
5.3 还原氧化石墨烯掺杂的铜金属有机骨架电阴极的微观表征
5.4 载铂泡沫铜负载还原氧化石墨烯掺杂的铜金属有机骨架电阴极催化剂对CO2还原制乙醇的促进作用
5.5 本章小结
6. 含金属-氮不饱和配位键的碳化锌钴沸石咪唑酯骨架催化CO2光电还原为多碳醇
6.1 引言
6.2 实验方法
6.2.1 锌钴沸石咪唑酯骨架催化剂电阴极的制备
6.2.2 碳化锌钴沸石咪唑酯骨架催化剂电阴极的制备
6.2.3 量子化学计算模型的构建
6.3 碳化锌钴沸石咪唑酯骨架催化剂的微观表征分析
6.4 碳化锌钴沸石咪唑酯骨架催化剂促进CO2光电还原为多碳醇
6.5 碳化锌钴沸石咪唑酯骨架催化剂对CO2还原性能的电化学测试
6.6 计算揭示CO2光电还原为多碳醇产物的竞争机制
6.7 本章小结
7. 含空位-铜-氮活性位点的铜锌沸石咪唑酯骨架催化光电还原CO2为CH4产物
7.1 引言
7.2 实验方法
7.2.1 碳化铜锌沸石咪唑酯骨架催化剂的合成
7.2.2 碳化铜锌沸石咪唑酯骨架/泡沫铜(CuxZny-N-C/CF)电阴极的制备
7.2.3 量子化学计算模型的构建
7.3 碳化铜锌沸石咪唑酯骨架催化剂的微观表征
7.4 碳化铜锌沸石咪唑酯骨架催化剂促进CO2光电还原为CH4
7.6 本章小结
8. 全文总结
8.1 主要研究成果
8.2 主要创新点
8.3 研究展望
参考文献
作者简历
本文编号：3765592
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3765592.html