一、组合多相催化技术及其在甲烷与小分子化合物耦合反应中的应用（论文文献综述）
杨朝琨[1]（2021）在《含氢键供体离子液体催化CO2耦合合成环状碳酸酯》文中研究表明通过催化转化的化学方法将二氧化碳（CO2）资源化利用,是解决CO2带来诸多环境问题的最佳途径。CO2与环氧化物耦合合成环状碳酸酯是100%原子经济型反应,且产物环状碳酸酯具有广阔的应用前景,因此备受关注。考虑到CO2分子的动力学惰性和热力学稳定性,需要开发高效的催化剂才能实现CO2的催化转化。离子液体具有可测蒸气压低、不易挥发、稳定性好、不易燃、溶解能力强等优点,当离子液体作为催化剂时,能够展现出优异的催化性能。在离子液体结构中引入氢键供体（氨基、羟基、羧基等）、亲核基团（如I-,Br-,Cl-以及其他亲核试剂）等官能团,使得离子液体在催化CO2耦合反应中具有优异的催化活性,从而在CO2催化转化的工业化中存在潜在应用。在CO2耦合反应中,氨基和羟基作为氢键供体能够与环氧化物形成氢键,路易斯酸Zn2+能够与环氧化物形成加合物,亲核基团进攻环氧化物氧的β位从而促进其开环。基于这些要素,合成了三种1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯（DBU）基离子液体,与共催化剂碘化锌协同催化CO2与环氧化物耦合反应。系统讨论了反应条件对耦合反应的影响,得到优化的催化反应条件为:120 oC,3.0 MPa,2 h。然后讨论了催化体系的循环性能和普适性能。结合实验结果与文献报道,提出了催化反应机理:氨基、羟基、Zn2+协同活化环氧化物,I-促进开环,碱性基团活化CO2。此外,也通过溶剂法合成了脒基硫脲-碘化锌（ATUI）低共熔基离子液体,ATUI同时含有氢键供体、路易斯酸Zn2+和亲核基团I-等特定官能团,能够在110 oC,1.0 MPa,4 h,无溶剂,无共催化剂的条件下高效催化CO2与环氧丙烷耦合反应,碳酸丙烯酯的收率能够达到95%,选择性为99%。ATUI也具有优异的循环性能和普适性能,即使在90 oC,1.0 MPa,6 h的条件下,也能催化CO2与多种环氧化物发生耦合反应。根据实验结果和文献报道推测出可能的反应机理,并建立动力学模型讨论氢键供体数目对耦合反应的影响。为了避免过渡金属的使用,合成了羧基功能化聚合离子液体锚定于乙烯基功能化介孔二氧化硅催化剂（mSiO2-V-n,n=1,2,3,4）。首先对mSiO2-V-n的结构进行系统地表征,然后讨论了催化剂mSiO2-V-n在催化CO2耦合反应中的催化性能,其中,mSiO2-V-2因具有合适的聚合离子液体含量和比表面积而展现出良好的催化活性。其次,优化了催化反应条件,并在优化的条件下讨论了mSiO2-V-2的循环性能和普适性能,该催化剂经过10次循环实验,碳酸丙烯酯的收率并无明显下降,而羧基功能化聚合离子液体修饰的SBA-15催化剂仅仅经过3次循环,碳酸丙烯酯的收率就从95%下降到了60%,结果表明通过共聚方法将聚合离子液体锚定于乙烯基功能化介孔二氧化硅的催化剂具有优异的稳定性。通过动力学讨论得出了mSiO2-V-2催化CO2与环氧丙烷的反应动力学方程。结合实验结果与文献报道,提出了羧基、硅羟基和咪唑环C2–H质子协同活化环氧化物,咪唑环上叔氮原子活化CO2,亲核基团辅助环氧化物开环的反应机理。为了将均相和多相催化剂的优势相结合,合成四种氨基功能化的双咪唑基聚合离子液体催化剂（PBIL-m,m=1,2,3,4）。PBIL-m能够在50 oC左右发生固–液相转变,所以能够在>50 oC时起到均相催化的作用,而在<50 oC时则与多相催化剂类似,易于从产物中分离,同时也避免了使用过渡金属,且具有的氨基、咪唑环C2–H质子等氢键供体能够用于活化CO2和环氧化物。通过催化剂筛选实验发现,PBIL-3由于具有合适的桥连碳链长度而最具催化活性。优化了耦合反应实验条件,并在优化的条件下（100 oC,2.0 MPa,4 h）讨论PBIL-3的循环性能和普适性能,同时也讨论了PBIL-3在80 oC,1.0 MPa,24 h反应条件下的普适性能。通过红外光谱证实氨基能够活化CO2,通过氢核磁谱证实咪唑环C2–H质子能够活化环氧丙烷,基于此提出了CO2耦合反应机理。综上,富含氢键供体的离子液体催化剂在CO2耦合反应中能够有效活性CO2和环氧化物,因此展现出优异的催化活性。催化剂mSiO2-V-n和PBIL-m的合成思路对后续催化剂的合成具有一定的指导意义。
李媛[2]（2021）在《介孔金属串联催化剂的设计与应用研究》文中进行了进一步梳理串联催化可以将多种化学反应耦合在一起,而不需要对中间产物进行分离和纯化,从而节约成本、减少浪费,由此诸多优点而受到越来越多的关注。串联催化也提出了一个合成挑战,需要精确控制纳米结构催化剂的组成、形态和界面结构,以结合两个反应的活性位点,并使耦合反应之间的协同作用高效进行。到目前为止,串联催化的研究已取得一定的成果,根据不同的串联机制可以将其进行分类。本论文通过围绕介孔铑纳米颗粒的串联催化展开了研究。本论文第二章介绍了铑基介孔金属催化剂的制备及结构调控。首先,我们利用碘离子较强的配位能力,增强金属离子与表面活性剂之间的相互作用,利用这种协同自组装的方法,制备出形貌尺寸高度均一的介孔铑纳米颗粒,这种材料具有良好的结晶度、有序的介孔结构以及高的比表面积(80 m2g-1);通过晶种介导生长策略,实现了对介孔铑纳米颗粒的尺寸调控,通过改变表面活性剂的堆积参数,实现了介孔铑纳米颗粒介孔结构的调控,分别制备出无序堆积孔结构的铑纳米颗粒、发散式介孔结构的铑纳米颗粒以及三维网状介孔结构的铑纳米颗粒,通过引入第二种金属前驱体,制备出了具有不同金属比例的介孔Rh-Ru双元合金纳米颗粒,颗粒内部具有大量不规则的海绵状纳米孔结构,且所制备的Rh Ru-MPSs样品均具有良好的结晶度。本论文第三章研究了介孔铑催化剂在硝基芳烃连续加氢制脂环胺的串联反应中的催化行为,不仅实现了高效转化硝基芳烃制备脂环胺,而且提出了金属催化剂的有序孔道对反应中间体的限域作用。首先,在较为温和的反应条件（80 oC,2.0 MPa H2）下,使用乙醇作为溶剂,介孔铑纳米颗粒1.0 h时的环己胺收率可达到99%以上,其TOFs可高达1170 h-1,远高于相应的无孔铑基催化剂和其他的金属催化剂。然后,结合反应动力学研究,通过研究反应物浓度和催化剂介孔孔道对反应速率的影响,发现金属铑催化剂的介孔孔道可以有效延长中间产物苯胺分子在孔道内的停留时间,从而大幅增强了其在连续加氢反应中的催化效率。再次,通过研究中间产物苯胺分子在不同催化剂的TPD发现,苯胺分子在介孔铑催化剂表面的脱附温度远高于无孔铑催化剂,并且随着介孔铑纳米颗粒介孔孔道的增加,苯胺分子的脱附温度进一步增加,这直接证明了介孔铑催化剂的介孔孔道在限域反应中间体方面的作用。最后,研究表明介孔铑催化剂在硝基芳烃的连续加氢反应中具有良好的底物适用性和优良的催化稳定性,在循环使用10次后,环己胺的收率依然能达到95%。
晏秘[3]（2021）在《苯并噻二唑功能化多孔材料的合成及可见光诱导硫醚氧化性能》文中提出2,1,3-苯并噻二唑（2,1,3-benzothiadiazole,BT）是一种强吸电子基团,具有较强的电子亲和势、较高的氧化电位和优异的稳定性、易于功能化、可见光区具有较宽的吸收光谱等特点,被广泛应用构筑光活性材料。本论文聚焦于苯并噻二唑功能化的共轭微孔聚合物和金属-有机框架材料的可控合成。通过调控芳香炔类配体的尺寸和几何结构、模板剂种类等调控上述产物的结构和形貌,并探究其可见光诱导催化氧化硫醚性能;最后,本论文还设计、合成三种不同端基官能团的苯并噻二唑分子,为构筑新型光活性多孔材料奠定了基础。本文主要研究内容如下:（1）以4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑作为构筑共轭微孔聚合物的功能化分子砌块,选择1,3,5-三乙炔苯、四（4-乙炔基苯）乙烯、1,3,6,8-四乙炔基芘和四（4-乙炔基苯）甲烷作为有机多孔材料的桥连基团,利用Sonogashira偶联反应,分别合成出苯并噻二唑功能化共轭微孔聚合物CMP-3-BT、CMP-烯-BT、CMP-芘-BT和芳香骨架化合物PAF-4-BT。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、X-射线衍射仪（XRD）和紫外-可见漫反射谱（UV-Vis DRS）、元素分析（CHN）、固态EPR、固态核磁等技术探究CMP-3-BT、CMP-烯-BT、CMP-芘-BT和PAF-4-BT的组成、形貌和结构特征。将上述苯并噻二唑功能化的多孔有机聚合物作为光催化剂,研究其可见光诱导催化氧化苯甲硫醚转化为甲基苯基亚砜的性能。结果表明,以蓝光LED灯（425 nm,3W）为光源,以过氧化氢为辅助剂,在室温和氧气氛围下,CMP-3-BT可将各种取代苯甲硫醚高效、高选择地氧化成相应的甲基苯基亚砜。CMP-3-BT经6次循环利用后,催化性能未见降低;在相同催化反应条件下,PAF-4-BT和CMP-烯-BT比CMP-3-BT具有更加优异的催化性能,上述两种催化剂不仅催化效率更高,更为重要的是,反应体系无需添加过氧化氢;PAF-4-BT经过5次循环利用后,催化性能未见降低;然而,对于CMP-芘-BT,在相同应条件下,其对苯甲硫醚的催化性能远低于其他三种催化剂,可能的原因是芘分子间的π-π堆叠不利于光生电子空穴对的分离。电子顺磁共振谱表明上述光催化过程产生的1O2和O2·-是氧化苯甲硫醚的主要活性物种。（2）将2,1,3-苯并噻二唑基团嫁接到三联苯二羧酸配体侧链,合成出苯并噻二唑功能化的有机配体H2tpdc-BT,以Zr Cl4为金属盐,利用醋酸、苯甲酸、三氟乙酸、盐酸和L-脯氨酸作为模板剂,通过溶剂热法合成出苯并噻二唑功能化的Zr-MOF-BT纳米片二维材料,并利用SEM、TEM、XRD、FT-IR和紫外可见漫反射谱等研究了不同模板剂及浓度对Zr-MOF-BT形貌和结构特征的影响。当醋酸的浓度分别为0 eq、5 eq、30 eq、60 eq时,Zr-MOF-BT的形貌逐渐由壳状转变为片状,结晶度也随醋酸的浓度增大而变差;当改用苯甲酸、盐酸+L-脯氨酸作为模板剂时,获得的片状Zr-MOF-BT较不规则;而使用三氟乙酸为模板剂,获得的产物为聚集状的Zr-MOF-BT纳米方块。以蓝光LED灯（425 nm）为光源,乙腈为溶剂,在室温和氧气氛围下,Zr-MOF-BT（30 eq HOAc）的可见光催化氧化苯甲硫醚的性能优于其他浓度醋酸调节的Zr-MOF-BT。Zr-MOF-BT（30 eq HOAc）在乙腈和水中经过多次循环使用后仍保持较高的催化性能;Zr-MOF-BT（30 eq TFA）亦可将各种取代基苯甲硫醚高效、高选择氧化成甲基苯基亚砜,但循环性能差于Zr-MOF-BT（30 eq HOAc）。电子顺磁共振谱表明上述光催化过程产生的1O2和O2·-是氧化苯甲硫醚的主要活性物种。（3）以4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑为原料,在钯催化下获得了一系列苯并噻二唑功能化有机配体:4,7-bis（B2Pin2）-[2,1,3]-benzothiadiazole、4,7-双（4-氨基苯基）-2,1,3-苯并噻二唑、4,7-二乙炔基-[2,1,3]-苯并噻二唑,并利用FT-IR、核磁共振波谱和高分辨质谱对上述产物进行了表征。上述功能化砌块分子有望应用于构筑新型苯并噻二唑功能化的CMPs和COFs多孔材料。
许实龙[4]（2021）在《碳及碳基金属催化剂的合成与应用》文中进行了进一步梳理在21世纪,新材料是工业的基础,也是国家新兴产业的主要战略之一。新型的碳纳米材料和碳基金属材料已广泛用于催化领域。然而,该领域目前面临两方面的挑战:1)传统的纳米结构碳材料的制备方法在很大程度上依赖于复杂的程序和特定的前体。小分子价格便宜,结构多样,使其成为制备碳材料的理想原料。然而,小分子通常具有高的蒸气压并且容易热挥发,这使得难以热解成碳。从小分子前体开始,设计一种简单通用的制备新碳材料的方法仍然面临挑战。2)小尺寸双金属纳米粒子因暴露更多的金属位点和独特的几何/电子结构,展现出先进的协同催化性能。然而,对于传统的湿浸渍法,<2 nm的超小碳载双金属纳米颗粒的合成仍然面临重大挑战。因为随着粒径的减小,金属种类由于表面自由能而急剧增加而趋于强烈聚集成较大的颗粒。为了解决上述的问题,本文发展了一种过渡金属盐催化碳化有机小分子制备碳材料的普适性方法,以及基于金属与载体之间的强相互作用发展了一种制备碳基小尺寸双金属催化剂的方法。随后,将这种制备的催化剂用于有机催化,工业催化,和苛刻条件下的生物质转化。取得的相关成果如下:1.发展了一种过渡金属盐协助碳化催化有机小分子制备多功能碳材料的普适性方法。为了证明该方法的普适性,选择了 15种不同的有机前驱体和9种不同的过渡金属盐（（Co（NO3）2、Fe（NO3）3、Cr（NO3）3、Cu（NO3）2、Mn（NO3）2、Ni（NO3）2、AgNO3、Zn（NO3）2、H2PtCl6））,来合成丰富的多功能碳材料体系。该合成方法可以在分子水平上控制碳材料的形貌、比表面积、孔隙率、杂原子掺杂和石墨化程度。通过紫外可见吸收光谱（UV-vis）,凝胶渗透色谱（GPC）,X射线光电子能谱（XPS）等系列表征,探明了碳材料的形成机理:在低温条件下形成了热稳定的低聚物中间体,经进一步高温碳化制得多孔碳材料。由于高表面积和孔隙率以及大量的氮/金属掺杂,CM-Phen/Co/SiO2催化剂对乙苯选择性氧化为苯乙酮的转化率高达91.4%,选择性达到97.9%。在电流密度为10 mA cm-2的酸性和碱性条件下,CM-DBrPhen/Co/SiO2催化剂的HER超电势分别为158 mV和271 mV。2.基于金属与硫掺杂碳载体之间的强化学相互作用,发展了一种制备小型合金纳米团簇的通用方法。采用介孔硫掺杂碳为载体材料,合成了 27种双金属纳米簇材料库,该库由3种贵金属（即Pt,Rh,Ir）和8种其他金属（Al,Cr,Co,Cu,Ga,Ru,Sn和Pb）相互组合而成,纳米簇平均粒径为0.7-1.4nm。研究发现,金属和硫掺杂碳之间的强相互作用使得高温下也能极大地抑制金属的聚集,进而得以通过常规的浸渍方法制备高度合金化且尺寸小的双金属纳米颗粒。粉末X射线衍射（PXRD）,H2程序升温还原（TPR）,高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）,能量色散X射线光谱（EDS）技术,XPS和X射线吸收精细结构（XAFS）光谱等系列表征有力地证明了小尺寸合金催化剂的形成。在硝基芳烃的选择性氢化,高温下的丙烷脱氢和N-杂环的氧化脱氢中证明了超小双金属纳米颗粒的增强的催化性能。3.通过将Pt与高熔点金属Nb合金化,制备了高度水热稳定的催化剂。通过在900℃的高温下用高表面积的碳黑载体进行H2还原而制得Pt-Nb合金催化剂。该碳黑载体可抑制高温下的金属烧结,从而导致生成尺寸仅为2.2 nm的合金化PtNb颗粒。利用Nb位点提供的表面酸性质和尺寸效应的优势,制备的碳载小尺寸Pt-Nb合金催化剂表现出了将乙酰丙酸氢（LA）化成γ-戊内酯（GVL）（TOF=0.66 s-1）和水煤气变换反应（2.51 × 10-2 molco s-1 molPt-1）的优异性能。更重要的是,得益于高熔点Nb（2468℃）的固有稳定性,与商用Pt/C和Ru/C催化剂相比,Pt-Nb合金催化剂在水热稳定性试验中没有明显活性衰减。
李天津[5]（2020）在《氮掺杂多孔碳负载金属催化剂的制备及其在木质素氢解中的应用》文中提出木质素是由苯丙烷结构单元组成的可再生天然芳香族聚合物,其储量丰富,被认为是替代化石资源生产芳香单体化合物最重要的原料。然而,由于木质素复杂的化学结构,目前仍缺乏高效的降解方法,使其至今仍未得到充分利用。液相催化解聚被认为是木质素转化成芳香单体化合物最有效的方式之一。因此,制备高效、廉价以及稳定性好的金属基催化剂,并通过催化加氢的方法选择性断裂木质素中的C-O键,将其转化为芳香单体化合物,对木质素高值化利用具有重要的意义。本论文围绕木质素解聚过程中金属催化剂易失活、解聚效率低等问题,构建了氮掺杂碳负载的Ru基催化剂和Ni-N-C单原子催化剂。结合密度泛函理论（DFT）计算,深入分析了木质素中C-O键断裂的机理。首先,采用两段热解程序直接煅烧氨基葡萄糖盐酸盐（GAH）、三氯化钌和三聚氰胺的复合物,原位制备氮掺杂碳负载的Ru基催化剂（Ru@NCM）,将其应用于木质素的氢解反应。在低温热解阶段,三聚氰胺和GAH经过热解缩聚分别形成层状的氮化碳（g-C3N4）和芳香碳骨架,这种类三明治的夹层结构能够抑制Ru纳米颗粒的团聚,促进超小粒径Ru纳米颗粒的形成。在高温热解阶段,氮化碳热分解产生的挥发性气体,有利于形成具有大量褶皱和丰富缺陷结构的介孔碳,提高催化剂的比表面积。同时,氮化碳热分解产生的氮原子掺杂到芳香碳骨架中,提高氮含量。由于Ru-Nx化学键的形成,Ru金属与载体之间产生明显的电子相互作用,可有效防止Ru纳米颗粒的团聚,从而形成高度分散的Ru纳米颗粒,并改变Ru的电子结构。较大的比表面积、丰富的缺陷介孔结构以及高度分散的Ru纳米颗粒,使催化剂Ru@NCM-800在木质素氢解中表现出超高的活性。其在乙醇/水溶液、相对温和的条件下（300oC,120 min,1.0 MPa H2）能高效氢解木质素获得30.5%的芳香单体收率。相比于商业化的Pd或者Ru基催化剂,本论文制备的氮掺杂碳负载的Ru基催化剂,制备方法简单、成本低廉,具有大规模解聚木质素制备芳香单体的潜力。其次,通过热解三聚氰胺和GAH的混合物,制备氮掺杂的碳载体（NCM）。改变三聚氰胺与GAH的质量比,可以有效调控NCM的形貌、比表面积、氮的物种和氮的含量。随着三聚氰胺含量的增加,氮含量逐渐增加;氮物种也随之改变,变成以吡啶氮为主。当三聚氰胺与GAH的质量比达到10:1时,制备出高度分散、超小粒径（1.0 nm）的Ru纳米颗粒催化剂（Ru/NCM-10）,其在木质素氢解反应中表现出优异的催化活性,芳香单体收率达到40.7%。实验结果表明,氮原子与Ru纳米颗粒之间存在明显的电子相互作用,吡啶氮不仅可以充当金属的锚定位点,也能提高Ru0的含量。DFT计算结果表明,吡啶氮对木质素模型化合物2-苯氧基-1-苯乙醇（PPE）有很强的吸附作用,且使PPE分子中Calkyl-O的解离能降低,是导致Ru/NCM催化剂高活性的原因。进一步,针对木质素大分子在多相催化过程中与催化活性位点不能有效接触的问题。通过热解碱木质素（碳源）、氢氧化钾（活化剂）和草酸铵（氮源）制备氮掺杂的分级多孔碳载体（LNPC）。LNPC的比表面积高达1824 m2 g-1,微孔-介孔-大孔之间相互贯通,大孔孔径的范围为50 nm?10?m。将LNPC负载1.5 wt%的Ru活性组分（Ru/LNPC）,解聚木质素得到45.6%的芳香单体化合物。通过比较载体中大孔孔径与木质素粒径之间的关系,提出了“分级多孔碳负载Ru催化剂氢解木质素的催化机理”。木质素大分子优先进入催化剂中的大孔并与部分活性位点充分接触,断裂木质素外围的醚键,生成分子量较小的木质素片段或者一些寡聚体。然后扩散进入载体的介孔和微孔孔道,提高传质速率,促进木质素与Ru活性位点的进一步接触,从而断裂C-O键生成大量的芳香单体化合物。最后,基于贵金属催化解聚木质素高成本的问题,开发出一种高负载量的Ni-N-C单原子催化剂（Ni-N-C SAC）并用于木质素的高效转化。单原子催化剂通过“螯合-锚定”策略实现,Ni离子先与螯合剂（GAH）中的含氧官能团或者氨基基团螯合,形成Ni-GAH的复合物。高温热解产生的氮自由基诱导Ni与N配位,最终形成原子级分散的Ni活性位点。同步辐射和DFT计算证明,催化的活性位点是Ni-N4结构。与Ni纳米簇催化剂相比,原子级分散的Ni位点对氢气有更好的活化能力,且在C-O键断裂方面具有更好的活性。将其应用于木质素的氢解反应,芳香单体收率达到36.5%。
邓洁[6]（2020）在《铜助催化剂促进碳纳米管催化异丙苯氧化反应研究》文中提出烃类氧化为高附加值中间体是工业生产中的重要反应,开发低成本、高活性的催化体系具有重要的意义。本研究针对异丙苯氧化反应,以碳纳米管为催化剂,通过添加铜助催化剂加快异丙苯催化氧化反应,提升高附加值产物2-苯基-2-丙醇（PP）的选择性,探究碳材料表面化学结构与铜助催化剂之间的相互作用及其影响碳纳米管催化异丙苯氧化反应活性的机制。本论文主要研究内容与结果如下:（1）采用Cu（OAc）2作为铜源制备的CuO/CNTs和Cu（OAc）2机械混合CNTs（质量比1:10000）作为催化剂进行异丙苯与氧气催化氧化,在80℃下反应8 h,异丙苯的转化率分别为49.5%和54.2%,目标产物PP选择性分别为32.5%和44.7%,相比CNTs催化条件下38.5%的转化率和25.1%的PP选择性都有明显的提升,其中Cu（OAc）2机械混合CNTs的效果最好,增加铜促进剂的量催化活性没有明显提升,说明痕量Cu（OAc）2（相对反应物约为1 ppm）能够有效促进该反应。通过不同催化体系下的过氧化物分解实验发现,Cu（OAc）2-CNTs体系有利于CHP分解,从而促进异丙苯的氧化。该研究提出了一种痕量Cu（OAc）2促进碳纳米管催化异丙苯氧化高转化率生成PP的新方法,该方法中痕量的促进剂不会对后处理分离工艺产生附加影响,具有应用前景。（2）采用原始碳纳米管、酸洗碳纳米管以及不同方法处理的反应回收碳纳米管为催化剂,对异丙苯氧化反应进行了性能评价,探究了碳纳米管表面性质与痕量铜助催化剂之间的相互作用及其影响。研究发现,只有在HCl洗涤处理过的碳材料催化剂体系中加入痕量Cu（OAc）2才有促进作用。进一步表征发现,HCl洗涤碳纳米管的预处理过程对碳材料表面形态结构和缺陷度不会产生影响,但是会促进Cl在表面的吸附或掺杂,这部分Cl的存在可以促进Cu+和Cu2+离子之间的转化,该过程有利于促进烃类氧化的自由基链式反应,使得氧化活性升高,由此推测碳材料表面的Cl与Cu形成C-Cu-Cl组分。DFT计算证明,C-Cl-Cu之间存在相互作用,使得Cu的正电荷处于较低的状态,有利于过氧自由基的生成,从而促进反应的进行。进一步采用Cu Cl2作为模型添加剂与未经HCl洗涤的p CNTs共同催化异丙苯氧化反应,发现可以提高反应活性,这充分说明Cu（OAc）2促进作用的关键是与碳材料表面Cl形成Cu-Cl组分,有利于异丙苯氧化反应的进行。该研究认为,碳材料的酸洗处理过程可能会引入意想不到的杂原子吸附或掺杂,对催化性能产生意想不到的影响,这对碳催化研究具有指导意义。
刘梦然[7]（2020）在《基于层状前体构筑非贵双金属催化剂及其催化生物质转化性能研究》文中提出近年来,按照当前科技和工业的发展速度,化石能源的消耗在接下来的数十年内还会大幅增长,而消耗化石能源带来的环境问题也将更加严重。因此,寻找化石资源的可持续替代品已成为目前能源领域亟待解决的问题。生物质资源作为一种来源广泛、可持续再生的资源获得了广泛关注。由生物质衍生而来的各种化合物可作为平台分子生产各种高附加值化学品,也可通过加氢脱氧工艺对其进行提制生产生物燃料。以生物质衍生物糠醛为例,其自1821年被发现近200年来,无数研究者对其应用进行大幅扩展,从最初简单的松香脱色剂,到合成橡胶,再到药物合成、香精合成等,目前糠醛已被美国能源部评为生物精炼中最重要的30种化学品之一。又如,以愈创木酚和香兰素为代表的木质素衍生物,由于其具有官能团修饰的苯环结构,可以作为重要的化工中间体进一步用于医药和香料合成领域。该类生物质中具有苯环结构,含碳量优异,因此可以对其含氧官能团进行加氢脱氧处理即可获得碳含量理想的生物燃油,因而近年来对该系列生物质的研究热点逐渐转移到加氢脱氧提质领域。目前,成熟的生物质资源加氢催化剂依然以贵金属催化剂为主,虽然其优异的稳定性和良好的性能在该领域取得了良好的研究进展,但有限的贵金属储备和高昂的价格极大程度的限制了该类型催化剂的大规模工业应用。因此,贵金属的有效替代成了目前催化领域的热门。以铁、钴、镍、铜为代表的非贵金属,因其在自然界中的高储量,以及在加氢催化领域中良好的性能,被认为是贵金属最合适的替代品,在近年来获得了广泛关注。但非贵金属催化剂的应用目前还受到很多阻碍,亟待解决的问题主要包括活性组分难以良好分散、高温反应中的团聚现象以及较差的稳定性等。因此,构筑高分散、高稳定性、高活性的非贵金属催化剂还具有极大的研究空间和价值。水滑石类材料是一种典型的二维阴离子层状黏土材料,其层板中金属元素分布均匀,层间阴离子可控,在不同气氛下对其进行高温热处理,其结构会发生拓扑转变,轻松制备出活性高、稳定性佳的负载型催化剂。而非贵金属元素大多均可作为水滑石类材料的层板组成元素,因此,该类材料的出现为非贵金属催化剂的设计提供了新的机遇。基于以上观点,本研究通过水滑石层状前体法合成了一系列性能优异的非贵金属催化剂,通过精细调变拓扑转变参数,构筑表面特性各异的催化剂,应用于生物质衍生物糠醛、香兰素、5-羟甲基糠醛的选择性加氢领域,取得了良好的反应结果,并结合X射线吸收谱、原位红外、DFT理论计算等先进手段,细致考察了催化剂与反应间的构效关系。具体开展工作如下:一、表面改性镍铜双金属催化剂的构筑及其糠醛水合重排性能研究。通常来讲,非均相负载型催化剂表面对底物分子的吸附形式可以显着影响催化反应的活性和选择性。在该研究中,通过NiCuAl三元水滑石前体合成了一系列高分散的NiCu双金属纳米催化剂,其在羰基类生物质衍生物加氢反应中,相比于单金属Ni、Cu催化剂展现出明显更强的催化性能。在糠醛水相重排反应中,NiCu双金属催化剂可以达到最高89.5%的环戊酮收率。通过结合一系列结构表征（XRD、EXAFS、XPS、STEM、HRTEM、H2-TPR）、催化实验结果和DFT理论计算,结果表明,双金属催化剂相比于单金属催化剂不同的催化行为来源于催化剂表面对羰基基团的吸附形式不同导致。不同于单金属Ni催化剂表面的η2（C,O）吸附构型,双金属催化剂表面的η1（O）吸附构型可以显着抑制环加氢的发生。双金属催化剂表面该构型的形成是由于催化剂表面大量的氧簇修饰导致,这会使氧簇之间暴露出的裸露金属表面成为羰基的η1（O）型吸附位点。更重要的是,该NiCu双金属催化剂在具有相似结构的生物质衍生羰基化合物（5-羟甲基糠醛、苯甲醛、香兰素等）中均展现出相似的催化性质和更高的催化性能。相比于其他金属催化剂表面修饰策略,该表面改性策略操作简便易行,在生物质衍生羰基化合物的催化转化中具有巨大的应用潜力。二、氧缺陷促进的钴镍双金属催化剂的构筑及其香兰素加氢脱氧性能研究。在金属催化剂上构建表面缺陷结构（例如氧空位）可以改变其表面电子性质,从而控制反应物分子的吸附和活化从而影响催化活性。在本研究中,制备了一系列CoNi双金属纳米催化剂,将其用于木质素衍生的香兰素的加氢脱氧反应。结果表明,通过调节CoNiAl-LDHs前体的拓扑转变参数可以在CoNi合金纳米粒子表面生成CoOx修饰层。Co/Ni摩尔比为2:1的双金属钴镍纳米催化剂在温和的反应条件下（200℃,1 MPa H2）展现出前所未有的香兰素加氢脱氧性能,对甲基环己醇收率接近100%,其TOF值高达1303 h-1。XPS光谱和原位红外吸收结果表明,在双金属CoNi纳米粒子中引入Co有利于形成富电子Co0物种和丰富的表面缺陷CoOx物种。结合密度泛函理论计算（DFT）和实验结果,发现源于CoOx物种表面的氧空位可以显着促进反应物的吸附和活化,尤其是香兰素和2-甲氧基-4-甲基苯酚中间体,同时金属纳米粒子表面富电子Co0物种也对含氧基团的活化起到重要作用。HDO反应过程中,在来自氢气和异丙醇溶剂的双活性氢物种的帮助下,可以对羰基和甲氧基进行直接脱氧（DDO）,进而极大地加速了该串联反应的速率。本研究为开发应用于各种生物质衍生物高效加氢脱氧反应的非贵金属催化剂提供了一种新的思路。三、钴铁双金属催化剂的构筑及其5-羟甲基糠醛转移加氢性能研究。开发低成本的氢转移加氢催化剂并将其应用于5-羟甲基糠醛转移氢解合成生物燃油是能源催化领域一个具有挑战性的课题。传统转移加氢所使用的醇类氢源虽降低了成本,但其造成了产物分离成本的显着提升。在本研究中,利用CoMgFe-LDHs前体,通过拓扑转变参数控制合成了具有丰富缺陷的双金属CoFe系列催化剂,其可以利用甲酸作为氢源实现5-羟甲基糠醛的氢转移氢解,避免了后续产物分离步骤,2,5-二甲基呋喃产率最高可达90%。XPS结果显示最佳催化剂表面存在丰富的氧空位,这有利于逆Mars-van Krevelen反应的发生从而快速完成羟甲基氢解,并维持催化剂的稳定。同时,虽然催化剂中存在CoFe合金相,但其表面并不存在大面积暴露的合金晶面,这在极大程度上避免了呋喃环的活化和加氢。该催化剂在具有类似结构的糠醛氢解制备2-甲基呋喃反应中也具有相似的催化效果。此外,在氢源选择上,该催化剂可以适应异丙醇、2-丁醇、环己醇等多种醇类氢源,具有较好的适用性。本研究为低成本实现生物质氢转移氢解提供了一种新的思路,具有良好的应用前景。
孙翔[8]（2020）在《二维改性MXenes催化活化小分子的多尺度模拟研究》文中进行了进一步梳理随着世界人口的高速增长以及科技的飞速发展,全球能源需求量不断增加。构建可再生绿色能源体系是全球摆脱煤炭、化石等传统能源约束并实现能源变革的重要途径。通过催化剂将自然界中大量存在的小分子（如O2、CH4和H2O等）转化为高附加值的化学产品（如CH3OH、H2等）被认为是一种最具潜力的实现方案。目前,最大的挑战是如何快速筛选和设计高效催化剂。二维改性MXenes材料因具有高导电性、可调表面结构、可调控电势、易掺杂负载等优异的物化性质,在多种小分子活化反应中表现出良好的催化性能。因此,采用密度泛函理论（DFT）以及机器学习（ML）算法,从各种二维改性MXenes材料中快速高效地筛选出析氢催化剂和甲烷直接制甲醇催化剂,并深入地研究反应物在催化剂表面的作用机制。主要的研究发现如下:（1）针对MXenes材料表面官能团组分改变可以有效调控析氢反应（HER）活性,采用DFT计算结合机器学习算法从299种MXenes中筛选出4种潜在的析氢催化剂。首先使用DFT计算132种纯MXenes和含S官能团MXenes的ΔGH*,并通过Bader电荷分析得出MXenes和S-MXenes析氢性能差异来自于催化剂表面与吸附态H原子（H*）之间电荷转移量的不同。接着,再使用这132种MXenes数据与ML算法构建预测模型。其中,随机森林模型仅使用元素信息数据就可以成功预测额外167种MXenes的ΔGH*,并发现MBenes体系（新型MXenes种类）具有一定的析氢活性。最终考察8种筛选出来的MXenes（Os2C、Os2B、Sc2N1S2、Sc3N2S2、Sc4N3S2、Zr3C2S2、Zr4C3S2和Hf4C3S2）在不同氢覆盖度下ΔGH*变化,其中Os2B和Scn+1NnS2（n=1、2和3）在高覆盖度下仍存在优异的析氢性能。该研究为实验工作者提供了4种潜在的析氢催化剂,并通过分子轨道理论详细地解释S官能团对MXenes材料析氢性能的影响。（2）基于前一个工作的筛选结果,以及活性中心与载体之间协同作用对析氢性能的促进,采用DFT计算结合机器学习算法从205种MBenes中筛选出2种理想的析氢催化剂。通过DFT计算66种纯MXenes和46种纯MBenes的ΔGH*。采用复合描述符和ML算法建立公式解释个体之间巨大析氢性能差异的原因,也指出电荷转移和d带中心是影响其析氢性能的主要因素。对其进行金属单原子掺杂进一步提高MBenes析氢性能,并使用ML算法和包含180种MBenes的数据集建立预测模型,发现支持向量机模型仅使用简单且易得的特征值,就具有较好的预测性能。最终,经过两轮筛选,从28种潜在的HER催化剂中筛选出Co2B2（-0.13 e V）和Mn/Co2B2（-0.04 e V）这2种理想的析氢催化剂。该研究为实验合成单原子金属掺杂催化剂提供了理论指导,并为解释材料的催化性能差异提供了一种先进思路。（3）针对不同催化活性中心对甲烷部分氧化制甲醇（POM）催化剂的性能影响,分别设计了Pd单原子和Pd双原子负载在Mo2CO2上的催化剂。首先研究了Mo2CO2表面不同吸附位点上Pd原子的稳定性。电子和几何结构分析表明双活性位的Pd2/Mo2CO2更适合CH4和O2共吸附及活化。然后,使用过渡态理论系统性地研究Pd2/Mo2CO2催化甲烷部分氧化为甲醇的反应机理,并分别计算了三种可能发生的反应路径,包括氧解离路径、质子转移路径和氢溢流路径。其中,最佳反应路径具有较低C-H活化能垒,且避免了甲烷活化前解离氧气所需的额外能量。此外,通过比较活化能垒得知,甲烷在Pd2/Mo2CO2上不易被深度氧化。该研究为原子级分散的负载型催化剂直接转化甲烷为甲醇提供了一种新设计策略。
金华[9]（2020）在《Ag3PO4/Fe3O4/GO双效催化剂在可见光—过硫酸盐耦合体系中的增效作用及机理》文中研究说明随着医药、化工、印染等行业的蓬勃发展,水体中难降解有机污染物种类和浓度与日俱增,利用单一水处理技术治理出现很多局限性和缺陷,有的已经无法达到国家规定的排放标准。而应用现有的、相对成熟的单元水处理技术优化组合成为耦合水处理技术便成为解决单一技术缺陷的有效途径。其中,以光催化氧化为主体的组合工艺逐渐成为极具应用前景的耦合水处理技术的发展方向。在这类组合工艺中,光催化/Fenton耦合技术因能耗低、能在常温常压下进行,更适合实际工程应用。但该技术在使用过程中仍然存在可见光利用率低、催化剂难回收、反应依赖酸性环境、影响因素及微观作用机制理论依据少等不足。针对上述问题,有必要对现有光催化/Fenton耦合技术进行相应改进,满足当前日益严格的水质排放标准和人们对安全水质环境的迫切需求。本论文从复合催化材料的设计制备及组合工艺的构建两方面着手,对上述耦合技术进行改进,具体实施方式如下:采用可见光响应型光催化剂Ag3PO4替换紫外光响应型光催化剂TiO2,并将Ag3PO4与Fe3O4/GO复合来提高催化剂的稳定性及循环利用性。采用能够产生SO4-·的过硫酸盐（PDS）替换传统Fenton体系中产生·OH的H2O2,来延长活性物种的寿命、拓宽体系pH适用范围、提高氧化降解能力。所制备的Ag3PO4/Fe3O4/GO兼具可见光与PDS双重催化活性,即:在可见光照射下,可作为光催化剂降解污染物;在PDS存在条件下,可作为PDS催化剂降解污染物;在可见光与PDS共存条件下,可作为双效催化剂协同降解污染物。通过该双效催化剂将Ag3PO4光催化和PDS催化以非均相催化形式结合构成一个以光催化氧化为主导并有过硫酸盐催化氧化的可见光-过硫酸盐耦合（Vis-PDS）体系。该耦合技术能够有效利用可见光,催化剂易于分离、回收,pH适用范围广,在不同条件下可以通过不同的作用机制发挥高效降解污染物的作用。研究过程中获得以下主要成果:1.以Ag3PO4为主体材料,充分利用Fe3O4/GO的PDS催化活性、磁回收性、导电性及大比表面积等特性,将二者有机结合成为Ag3PO4/Fe3O4/GO复合材料。通过多种表征手段对材料的结构信息及组成、形貌、纳米结构、元素及分布、表面元素的氧化态及磁性等理化性质进行鉴定分析;以罗丹明B（RhB）及对氯苯酚（p-CP）为目标污染物,考察了Ag3PO4/Fe3O4/GO的光催化性能、PDS催化性能及在耦合体系中的增效性。明确了双效催化剂的微观结构与催化性能之间的构-效关系,并以光催化及PDS催化机理为基础,提出了Vis-PDS耦合体系协同降解污染物的微观作用机制。2.探明了Fe3O4/GO的引入能够有效增强Ag3PO4在可见光区的吸光能力及光催化反应性,且Ag3PO4/Fe3O4/GO的光催化性能与Fe3O4/GO的质量分数有关。Ag3PO4/Fe3O4/GO的耐热性好、光催化活性及结构稳定性相对较好,光催化反应过程中存在一定程度的光腐蚀现象。基于Ag3PO4/Fe3O4/GO的光催化体系以h+和O2-·起主要作用,·OH起次要作用。3.揭示了Ag3PO4/Fe3O4/GO光催化降解RhB的机理。GO保留了Ag3PO4纳米粒子的活性中心,促进了催化剂对有机污染物的高效分解;GO与Ag3PO4构建成p/n异质结结构,促进了电荷分离,并延长光生载流子的寿命;Fe3O4/GO表面的光生e-将催化剂表面吸附的O2还原为O2-·,O2-·作为氧化剂降解污染物;Ag3PO4价带上的h+则直接氧化分解污染物,同时还可以将催化剂表面的OH-和H2O氧化生成·OH,来降解污染物。4.探明了Ag3PO4/Fe3O4/GO具有优于Fe3O4/GO的PDS催化活性,且催化性能、催化剂的特征基团及分子结构具有较好的稳定性。催化剂材料中的Ag+与Fe2+共同发挥PDS催化剂的作用,且Ag+对PDS的催化作用更显着。Ag3PO4/Fe3O4/GO催化PDS体系的主要活性基团为SO4-·和·OH。5.阐明了基于Ag3PO4/Fe3O4/GO的Vis-PDS耦合体系通过协同作用有效增强了体系的反应活性,协同系数ηSyn最高达59.8%。Fe3O4/GO与Ag3PO4的质量比对耦合体系的催化性能有影响,Ag3PO4/Fe3O4/GO-0.05的协同催化性能最佳。Ag3PO4/Fe3O4/GO在耦合体系中的活性、表面元素组成及各元素的氧化态在反应前后均比较稳定,催化剂中Ag、Fe元素在整个反应过程中仅有少量流失。6.确定了催化剂用量、初始pH、污染物浓度及PDS浓度等动力学反应参数对三种催化体系的影响,耦合体系的pH范围更加宽泛,PDS用量更少。另外,Vis-PDS耦合体系的运行模式为同时运行时,降解效率最高。常见无机离子对耦合体系的催化性能有不同程度的抑制作用,阴离子抑制作用显着,顺序为:CO32->HCO3->NO3->SO42-;阳离子Mn2+和Mg2+抑制作用不明显。7.阐释了h+、SO4-·、·OH、1O2以及O2-·五种活性基团在耦合体系降解p-CP过程中起作用,贡献率按照h+>SO4-·>·OH>1O2>O2-·排序。在此基础上结合半导体类型、光生e--h+对的分离程度等方面详细阐明耦合体系的增效作用机理;并从化学动力学角度,利用电极电势作为判据,明确耦合体系中Ag2++Fe2+→Ag++Fe3+反应的正向进行,解释了Ag+与Ag2+、Fe2+与Fe3+的循环反应的存在可以有效促进Ag+与Fe2+的再生,保持催化剂的催化活性及稳定性。探讨了p-CP在耦合体系中的反应限度及矿化率,解析了耦合体系降解p-CP的主要中间产物为2-丁烯酸、对苯醌及癸酸,并对降解途径进行了理论推测。
戴安琪[10]（2020）在《含路易斯酸活性中心的多孔芳香骨架材料的合成及其性质研究》文中进行了进一步梳理多孔芳香骨架（porous aromatic frameworks,PAFs）材料是一类由刚性构筑基元通过共价键连接形成的具有芳香结构的新型多孔材料。PAFs材料得益于其骨架密度低、比表面积高、孔隙度大、结构多样以及热化学稳定性高等优点,已经被广泛应用于气体吸附分离、非均相催化、有害化合物的吸附以及传感等诸多领域。本论文制备了两种含路易斯酸活性中心的PAFs材料,并深入探究了它们在气体吸附、CO2/N2分离以及非均相催化方面的应用。首先,选择具有缺电子结构的硼中心单体三苯基硼作为构筑基元,利用傅-克烷基化反应将其分别与1,4-二（溴甲基）苯和1,3,5-三（溴甲基）苯进行聚合,合成了两种含路易斯酸活性中心的新型PAFs材料,分别命名为PAF-165和PAF-166。这两种材料具有高的热稳定性,能够稳定至350oC。N2吸附测试证明两种材料均具有较高的比表面积,根据Brunauer-Emmett-Teller（BET）模型,PAF-165与PAF-166的比表面积分别为867 m2/g和754 m2/g。由于合成的PAFs材料含有大量路易斯酸活性中心（缺电子结构的硼中心）,可有效接收客体分子的电子以增强材料与客体分子之间的相互作用力,从而提高其吸附能力。我们对材料的CO2吸附性能进行了测试,结果表明两种材料均具有较高的CO2吸附能力。根据理想吸附溶液理论对材料的CO2/N2分离性能进行模拟计算,计算结果表明它们具有良好的CO2/N2选择性。在273 K,1 bar的条件下,当CO2与N2等摩尔混合时,PAF-165和PAF-166对CO2/N2的分离比分别达到106.2和196.5。对材料进行的C2H4和C2H6气体吸附测试结果表明PAF-165具有较高的C2H4和C2H6吸附容量,这可能是由于相比于PAF-166,PAF-165具有更高的比表面积。为了充分利用PAF-165与PAF-166中的路易斯酸活性位点及其高的CO2选择吸附能力,我们将其与反应底物邻苯二胺形成受阻路易斯酸碱对用来活化CO2小分子进行催化实验。通过一系列的实验探究,证明合成的材料对邻苯二胺环化反应的催化效果优异,反应转化率高达99%。同时,循环催化实验证明这两个材料具有良好的可重复利用性,在5次循环内,催化剂的催化性能没有明显降低。对完成催化反应后的催化剂进行红外光谱、热重分析等一系列表征,表征结果表明参与催化反应后的PAFs材料化学结构、表面形貌以及热稳定性没有明显变化,证明我们合成的PAFs材料是一种稳定性良好且可回收利用的非均相催化剂。综上所述,本论文中我们成功地合成了两种含路易斯酸活性中心的新型PAFs材料——PAF-165和PAF-166。这两个材料具有较高的比表面积和良好的热化学稳定性。经测试发现PAF-165和PAF-166对CO2、C2H4及C2H6气体具有良好的吸附能力,并且对CO2/N2具有较高的选择性吸附效果。同时PAF-165和PAF-166通过与反应底物形成受阻路易斯酸碱对活化CO2分子,对邻苯二胺的环化反应展现出优秀的催化效果,这为受阻路易斯酸碱对在非均相催化领域的应用开拓了思路。
二、组合多相催化技术及其在甲烷与小分子化合物耦合反应中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、组合多相催化技术及其在甲烷与小分子化合物耦合反应中的应用（论文提纲范文）
（1）含氢键供体离子液体催化CO2耦合合成环状碳酸酯（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 CO_2与环氧化物耦合合成环状碳酸酯2 |
| 1.2.1 CO_2耦合反应简介2 |
| 1.2.2 CO_2耦合反应催化剂 |
| 1.3 含氢键供体离子液体在CO_2耦合反应中的研究进展3 |
| 1.3.1 氨基酸类离子液体 |
| 1.3.2 功能化季铵盐类离子液体 |
| 1.3.3 功能化季磷盐类离子液体 |
| 1.3.4 功能化咪唑类离子液体 |
| 1.3.5 功能化固载离子液体 |
| 1.3.6 功能化聚合离子液体 |
| 1.3.7 功能化聚合离子液体修饰的孔材料 |
| 1.3.8 功能化低共熔盐类离子液体 |
| 1.3.9 其他含有氢键供体的离子液体 |
| 1.4 论文的立题依据及研究内容 |
| 1.4.1 立题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第2章 实验材料及方法 |
| 2.1 主要化学试剂 |
| 2.2 主要仪器设备 |
| 2.3 典型表征方法 |
| 2.4 CO_2与环氧化物耦合反应实验过程 |
| 2.5 催化剂的回收 |
| 第3章 含氨基和Lewis酸锌离子液体的合成及催化CO_2耦合反应性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 DBU基离子液体的合成及其催化CO_2耦合反应性能 |
| 3.2.1 离子液体的合成 |
| 3.2.2 离子液体的结构表征 |
| 3.2.3 离子液体催化活性研究 |
| 3.3 脒基硫脲-卤化锌基离子液体的合成及催化CO_2耦合反应的性能 |
| 3.3.1 硫脲衍生物-卤化锌基离子液体的合成 |
| 3.3.2 硫脲衍生物-卤化锌基离子液体的结构表征 |
| 3.3.3 硫脲衍生物-卤化锌基离子液体催化活性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 羧基功能化聚合离子液体的合成及催化CO_2耦合反应性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 聚合离子液体催化剂的合成 |
| 4.2.1 乙烯基功能化介孔二氧化硅的合成 |
| 4.2.2 羧基功能化聚合离子液体锚定于mSiO_2-V催化剂的合成 |
| 4.2.3 聚合离子液体修饰的SBA-15 催化剂的合成 |
| 4.2.4 羧基功能化咪唑基聚合离子液体的合成 |
| 4.3 催化剂的结构表征 |
| 4.3.1 羧基功能化聚合离子液体锚定于mSiO_2-V催化剂的结构表征 |
| 4.3.2 羧基功能化聚合离子液体修饰的SBA-15 催化剂的结构表征 |
| 4.4 羧基功能化聚合离子液体锚定于mSiO_2-V催化剂的催化性能研究 |
| 4.4.1 催化剂的筛选 |
| 4.4.2 CO_2耦合反应的优化 |
| 4.4.3 催化剂的循环性能研究 |
| 4.4.4 催化剂的普适性能研究 |
| 4.4.5 耦合反应动力学研究 |
| 4.4.6 催化反应机理探讨 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 氨基功能化聚合离子液体的合成及催化CO_2耦合反应性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 氨基功能化双咪唑基聚合离子液体的合成 |
| 5.3 氨基功能化双咪唑基聚合离子液体的结构表征 |
| 5.4 氨基功能化双咪唑基聚合离子液体的催化性能研究 |
| 5.4.1 催化剂的筛选 |
| 5.4.2 CO_2耦合反应条件优化 |
| 5.4.3 催化剂的循环性能研究 |
| 5.4.4 催化剂的普适性能研究 |
| 5.4.5 催化反应机理探讨 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）介孔金属串联催化剂的设计与应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 串联催化剂的分类 |
| 1.2.1 核壳式串联催化剂 |
| 1.2.2 中空结构的串联催化剂 |
| 1.2.3 多级孔串联催化剂 |
| 1.2.4 多界面串联催化剂 |
| 1.2.5 高分子聚合物串联催化剂 |
| 1.2.6 多孔金属串联催化剂 |
| 1.3 串联催化中的耦合机制 |
| 1.3.1 位置效应 |
| 1.3.2 距离效应 |
| 1.3.3 底物通道 |
| 1.3.4 限域中间体 |
| 1.3.5 氢溢流 |
| 1.4 立题依据 |
| 第二章 铑基介孔金属催化剂的制备及结构调控 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 主要试剂与仪器 |
| 2.2.2 介孔铑纳米颗粒的制备 |
| 2.2.3 不同尺寸介孔铑纳米颗粒的制备 |
| 2.2.4 不同孔结构介孔铑纳米颗粒的制备 |
| 2.2.5 介孔铑-钌合金纳米颗粒的制备 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 介孔铑纳米颗粒的制备与表征 |
| 2.4.2 不同尺寸介孔铑纳米颗粒的制备与表征 |
| 2.4.3 不同孔结构介孔铑纳米颗粒的制备与表征 |
| 2.4.4 铑-钌合金纳米颗粒的制备与表征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于介孔金属催化剂的硝基苯连续加氢反应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 主要试剂与仪器 |
| 3.2.1 主要试剂 |
| 3.2.2 主要仪器 |
| 3.3 铑纳米颗粒的制备 |
| 3.4 实验结果与讨论 |
| 3.4.1 反应条件的筛选 |
| 3.4.2 反应动力学研究 |
| 3.4.3 反应机理研究 |
| 3.4.4 底物拓展 |
| 3.4.5 稳定性研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 4.1 工作总结 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（3）苯并噻二唑功能化多孔材料的合成及可见光诱导硫醚氧化性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多孔材料简介 |
| 1.3 共轭微孔聚合物简介 |
| 1.3.1 共轭微孔聚合物研究进展 |
| 1.3.2 共轭微孔聚合物的合成方法 |
| 1.4 多孔芳香族骨架简介 |
| 1.4.1 多孔芳香族骨架化合物研究进展 |
| 1.4.2 芳香骨架化合物的合成方法 |
| 1.5 共价有机框架材料简介 |
| 1.5.1 共价有机框架材料的研究进展 |
| 1.5.2 共价有机框架材料的合成方法 |
| 1.6 二维金属-有机骨架化合物简介 |
| 1.6.1 金属-有机骨架化合物简介 |
| 1.6.2 二维金属-有机骨架化合物的研究进展 |
| 1.6.3 二维金属-有机骨架纳米片的合成方法 |
| 1.7 苯并噻二唑功能化多孔材料的光催化研究进展 |
| 1.8 本论文的研究目的、设想及内容 |
| 第二章 实验 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 实验表征方法 |
| 2.4 多孔材料合成方法 |
| 2.4.1 苯并噻二唑功能化多孔聚合物的合成实验方案 |
| 2.4.2 Zr-MOF-BT纳米片的合成实验方案 |
| 2.5 苯并噻二唑功能化多孔材料对硫醚的光催化氧化实验方案 |
| 第三章 苯并噻二唑功能化聚合物的合成及可见光诱导催化氧化硫醚性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CMP-3-BT的合成、表征及催化性能研究 |
| 3.2.1 CMP-3-BT的合成 |
| 3.2.2 CMP-3-BT的表征 |
| 3.2.3 CMP-3-BT的光催化性能测试 |
| 3.2.5 CMP-3-BT催化剂的总结 |
| 3.3 CMP-烯-BT、合成、表征及催化性能研究 |
| 3.3.1 CMP-烯-BT合成 |
| 3.3.2 CMP-烯-BT的表征 |
| 3.3.3 CMP-烯-BT的光催化性能测试 |
| 3.3.4 CMP-烯-BT催化剂总结 |
| 3.4 CMP-芘-BT合成、表征及催化性能研究 |
| 3.4.1 CMP-芘-BT的合成 |
| 3.4.2 CMP-芘-BT的表征 |
| 3.4.3 CMP-芘-BT的光催化性能测试 |
| 3.4.4 CMP-芘-BT催化剂的总结 |
| 3.5 PAF-4-BT的合成、表征及催化性能研究 |
| 3.5.1 PAF-4-BT的合成 |
| 3.5.2 PAF-4-BT表征 |
| 3.5.3 PAF-4-BT的光催化性能测试 |
| 3.5.4 PAF-4-BT催化剂总结 |
| 3.6 四种苯并噻二唑功能化聚合物光催化性能总结 |
| 第四章 苯并噻二唑功能化Zr-MOF-BT的合成及可见光诱导催化氧化硫醚性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 .醋酸为模板剂调控Zr-MOF-BT晶体的形貌、结构、性能 |
| 4.2.1 4,4'-(2,1,3-benzothiadiazole-4,7-diyl)bis-Benzoic acid的合成 |
| 4.2.2 醋酸为模板剂调控Zr-MOF-BT的合成 |
| 4.2.3 醋酸为模板剂调控Zr-MOF-BT的表征 |
| 4.2.4 醋酸为模板剂调控Zr-MOF-BT的光催化性能 |
| 4.2.5 Zr-MOF-BT的光催化性能研究 |
| 4.2.6 醋酸为模板剂调控Zr-MOF-BT的总结 |
| 4.3 苯甲酸、三氟乙酸、盐酸为模板剂调控Zr-MOF-BT纳米片生长 |
| 4.3.1 苯甲酸、盐酸+L-脯氨酸、三氟乙酸为模板剂调控Zr-MOF-BT的合成 |
| 4.3.2 苯甲酸调控Zr-MOF-BT的表征 |
| 4.3.3 盐酸和L-脯氨酸调控Zr-MOF-BT的表征 |
| 4.3.4 三氟乙酸调控Zr-MOF-BT的表征 |
| 4.3.5 苯甲酸、盐酸、三氟乙酸为模板剂调控Zr-MOF-BT的光催化性能 |
| 4.3.6 三氟乙酸调控Zr-MOF-BT的光催化性能研究 |
| 4.3.7 苯甲酸、盐酸、三氟乙酸为模板剂调控Zr-MOF-BT的总结 |
| 第五章 应用于CMPs和 COFs苯并噻二唑功能化有机配体的合成 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 4,7-bis(B_2Pin_2)-[2,1,3]-benzothiadiazole的合成及表征 |
| 5.3 4,7-双(4-氨基苯基)-2,1,3-苯并噻二唑的合成及表征 |
| 5.4 4,7-二乙炔基-[2,1,3]-苯并噻二唑的合成及表征 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（4）碳及碳基金属催化剂的合成与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 碳纳米材料的合成方法及其应用研究进展 |
| 1.1.1 生物质制备碳材料研究进展 |
| 1.1.2 热解离子液体法制备碳材料研究进展 |
| 1.1.3 热解合成的聚合物制备碳材料研究进展 |
| 1.1.4 热解MOF/COF制备碳材料研究进展 |
| 1.2 超小合金团簇制备的研究进展 |
| 1.2.1 聚合物/树状大分子包裹-液相还原法 |
| 1.2.2 直接热解金属簇前驱体法 |
| 1.2.3 强静电吸附作用 |
| 1.2.4 表面无机金属化学法 |
| 1.3 超小合金团簇的应用进展 |
| 1.3.1 电催化 |
| 1.3.2 工业催化 |
| 1.3.3 生物质转化 |
| 1.3.4 其他反应 |
| 1.4 本论文的研究目的与研究内容 |
| 第2章 过渡金属催化碳化有机小分子制备多孔碳材料 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 碳材料的合成 |
| 2.2.2 仪器和设备表征 |
| 2.2.3 催化乙苯氧化反应 |
| 2.2.4 催化硝基苯氢化反应 |
| 2.2.5 电催化HER测试 |
| 2.2.6 电催化ORR测试 |
| 2.3 碳材料的合成与表征 |
| 2.4 碳材料在异相催化中的应用 |
| 2.4.1 乙苯选择性氧化 |
| 2.4.2 硝基苯氢化反应 |
| 2.5 碳材料在电催化中的应用 |
| 2.5.1 酸性条件下HER/ORR性能 |
| 2.5.2 碱性条件下HER性能 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 硫限域合成碳载合金纳米团簇催化剂 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 催化剂制备 |
| 3.2.2 催化对氯硝基苯选择性加氢 |
| 3.3 研究结果与讨论 |
| 3.3.1 制备和表征超小Pt-Co合金团簇材料 |
| 3.3.2 探究小尺寸合金纳米团簇形成的机理 |
| 3.3.3 超小合金纳米团簇库普适性制备 |
| 3.3.4 超小合金纳米团簇的催化应用 |
| 3.3.5 高温丙烷无氧脱氢催化 |
| 3.3.6 N-杂环的氧化脱氢反应 |
| 3.4 硫碳的作用 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 碳载小尺寸PtNb合金催化剂的制备及水热反应催化性能 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Pt-Nb合金催化剂的合成 |
| 4.2.2 催化LA氢化 |
| 4.2.3 催化WGS反应 |
| 4.3 Pt-Nb催化剂的合成与表征 |
| 4.4 水热催化反应 |
| 4.4.1 催化LA加氢形成GVL |
| 4.4.2 催化WGS反应 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 论文的创新与不足 |
| 5.2.1 论文创新 |
| 5.2.2 论文不足 |
| 5.3 论文展望 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）氮掺杂多孔碳负载金属催化剂的制备及其在木质素氢解中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 木质素的结构 |
| 1.3 木质素的利用 |
| 1.4 木质素的降解 |
| 1.4.1 酸催化木质素 |
| 1.4.2 碱催化木质素 |
| 1.4.3 热解木质素 |
| 1.4.4 离子液体降解木质素 |
| 1.4.5 氧化降解木质素 |
| 1.4.6 氢解木质素 |
| 1.5 氮掺杂碳负载的金属催化剂 |
| 1.6 本论文的研究思路和研究内容 |
| 1.6.1 研究思路 |
| 1.6.2 本论文的技术路线 |
| 1.6.3 本研究内容 |
| 1.6.4 本论文的创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验方法与测试表征 |
| 2.1 主要原料、试剂与仪器 |
| 2.1.1 主要的原料与试剂 |
| 2.1.2 主要的实验仪器 |
| 2.2 催化剂的表征 |
| 2.2.1 扫描电子显微镜(SEM)测试 |
| 2.2.2 透射电子显微镜(TEM)测试 |
| 2.2.3 X射线衍射(XRD)测试 |
| 2.2.4 X-射线光电子能谱(XPS)测试 |
| 2.2.5 电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测试 |
| 2.2.6 孔结构和比表面积分析 |
| 2.2.7 拉曼光谱仪(Raman)测试 |
| 2.2.8 元素分析仪 |
| 2.2.9 飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)测试 |
| 2.3 木质素的提取、分离、纯化 |
| 2.4 木质素的降解反应 |
| 2.5 模型化合物的降解反应 |
| 2.6 解聚产物的测试 |
| 2.6.1 二维核磁波谱仪(2DHSQC) |
| 2.6.2 气相-质谱连用(GC-MS) |
| 2.6.3 凝胶渗透色谱(GPC) |
| 参考文献 |
| 第三章 原位合成氮掺杂碳负载的Ru基催化剂及其在木质素氢解中的应用 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 催化剂Ru@NCM-800的制备 |
| 3.2.2 对比样品的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂的制备与表征 |
| 3.3.2 催化剂对木质素氢解的性能评价 |
| 3.3.3 解聚产物的分析 |
| 3.3.4 反应条件和催化剂的循环稳定性 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 氮掺杂碳负载的Ru基催化剂中氮物种含量的调控及对木质素C-O键断裂的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 催化剂的制备 |
| 4.2.2 DFT计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化剂的制备与表征 |
| 4.3.2 催化剂对木质素氢解的性能评价 |
| 4.3.3 解聚产物的分析 |
| 4.3.4 β-O-4模型化合物的催化活性 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 分级多孔碳负载Ru基催化剂的制备及其在木质素氢解中的应用 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 催化剂的制备 |
| 5.2.2 碳载体真实密度的测试方法 |
| 5.2.3 木质素在乙醇/水溶液体系中粒径大小的测定 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 不同分级多孔碳载体的制备与表征 |
| 5.3.2 不同碳载体负载Ru催化剂的表征 |
| 5.3.3 催化剂对木质素氢解的性能评价 |
| 5.3.4 Ru基催化剂的普适性 |
| 5.3.5 木质素解聚的机理分析 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 Ni-N-C单原子催化剂的构建及其在木质素氢解中的应用 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 催化剂的制备 |
| 6.2.2 DFT计算 |
| 6.2.3 催化剂的表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 催化剂的制备与表征 |
| 6.3.2 Ni-N-C SAC中 Ni的电子结构 |
| 6.3.3 螯合-锚定的策略合成单原子催化剂 |
| 6.3.4 C-O键断裂的催化活性 |
| 6.3.5 催化氢解木质素 |
| 6.4 小结 |
| 参考文献 |
| 结论与展望 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）铜助催化剂促进碳纳米管催化异丙苯氧化反应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳材料催化剂种类及改性 |
| 1.2.1 典型的碳材料催化剂 |
| 1.2.2 碳材料改性 |
| 1.3 碳材料作为催化剂催化反应 |
| 1.3.1 碳材料催化液相氧化反应 |
| 1.3.2 碳材料催化液相还原反应 |
| 1.3.3 其他反应 |
| 1.4 碳材料作为催化剂载体的研究与应用 |
| 1.4.1 石墨烯基材料载体 |
| 1.4.2 氧化石墨烯基载体 |
| 1.4.3 还原氧化石墨烯基载体 |
| 1.4.4 石墨化氮化碳基载体 |
| 1.4.5 碳纳米管基载体 |
| 1.4.6 活性炭基载体 |
| 1.5 异丙苯液相催化氧化的研究现状 |
| 1.5.1 碱金属和碱土金属盐催化剂 |
| 1.5.2 过渡金属催化剂 |
| 1.5.3 非金属催化剂 |
| 1.6 本论文的研究思路和主要内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 化学试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验气体 |
| 2.1.3 实验仪器 |
| 2.2 催化剂处理 |
| 2.3 材料表征 |
| 2.3.1 拉曼光谱(Raman) |
| 2.3.2 红外光谱表征(IR) |
| 2.3.3 X射线粉末衍射(XRD) |
| 2.3.4 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.5 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.3.6 X射线荧光光谱(XRF) |
| 2.4 异丙苯液相催化氧化反应过程和产物分析 |
| 2.4.1 异丙苯氧化实验过程 |
| 2.4.2 异丙苯氧化反应产物的定性与定量分析 |
| 第三章 碳纳米管与铜助催化剂催化异丙苯氧化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂制备 |
| 3.2.1 碳纳米管负载氧化铜催化剂的制备 |
| 3.2.2 催化反应操作 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂表征 |
| 3.3.2 催化性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 盐酸酸洗碳纳米管与醋酸铜相互作用促进异丙苯催化氧化机理探究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 催化剂的制备 |
| 4.2.2 异丙苯氧化 |
| 4.2.3 DFT计算 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 催化性能与碳纳米管表面性质之间的关系 |
| 4.3.2 催化机理讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（7）基于层状前体构筑非贵双金属催化剂及其催化生物质转化性能研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 生物质概述 |
| 1.2.1 生物质能简介 |
| 1.2.2 中国生物质能分布现状 |
| 1.2.2.1 农作废物 |
| 1.2.2.2 森林资源 |
| 1.2.2.3 禽畜粪便 |
| 1.2.2.4 其他生物质能 |
| 1.2.3 生物质衍生物概述 |
| 1.2.4 糠醛研究背景 |
| 1.2.4.1 糠醛概述 |
| 1.2.4.2 糠醛加氢制环戊酮研究现状 |
| 1.2.5 香兰素研究背景 |
| 1.2.5.1 香兰素概述 |
| 1.2.5.2 香兰素加氢脱氧研究现状 |
| 1.2.6 5-羟甲基糠醛研究背景 |
| 1.2.6.1 5-羟甲基糠醛概述 |
| 1.2.6.2 5-羟甲基糠醛加氢脱氧研究现状 |
| 1.3 层状双金属氢氧化物材料概述 |
| 1.3.1 层状双金属氢氧化物类材料结构特点与性质 |
| 1.3.1.1 层状双金属氢氧化物的结构特征 |
| 1.3.1.2 层状双金属氢氧化物的性质 |
| 1.3.2 常见的层状双金属氢氧化物的合成方法 |
| 1.3.2.1 低过饱和度法 |
| 1.3.2.2 高过饱和度法 |
| 1.3.2.3 成核晶化隔离法 |
| 1.3.2.4 水热法 |
| 1.3.2.5 原位生长法 |
| 1.3.2.6 其他方法 |
| 1.3.3 层状双金属氢氧化物类材料在催化领域的应用 |
| 1.3.3.1 直接用于催化反应 |
| 1.3.3.2 用作催化剂载体 |
| 1.3.3.3 用作催化剂前体 |
| 1.4 双金属催化剂概述 |
| 1.4.1 双金属催化剂简介 |
| 1.4.2 双金属催化剂在生物质催化领域的应用 |
| 1.4.2.1 生物质水相重整 |
| 1.4.2.2 甘油催化转化 |
| 1.4.2.3 纤维素、半纤维素及其衍生物催化转化 |
| 1.4.2.4 木质素及其衍生物催化转化 |
| 1.4.3 面临的挑战及展望 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 1.5.1 论文选题意义 |
| 1.5.2 论文研究思路及内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 试剂和药品 |
| 2.2 样品表征 |
| 2.2.1 X射线粉末衍射(XRD) |
| 2.2.2 等离子耦合发射光谱(ICP-AES) |
| 2.2.3 低温氮气物理吸脱附表征(BET) |
| 2.2.4 同步辐射X射线吸收谱(XAS) |
| 2.2.5 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.6 高分辨透射电子显微镜(HRTEM) |
| 2.2.7 高角环形暗场像-扫描透射电镜(HADDF-STEM) |
| 2.2.8 X-射线光电子能谱(XPS) |
| 2.2.9 程序升温还原(H2-TPR) |
| 2.2.10 程序升温脱附(TPD) |
| 2.2.11 傅里叶变换原位红外光谱(in situ FT-IR) |
| 2.2.12 拉曼光谱(Raman) |
| 2.2.13 荧光发射光谱分析(PL) |
| 2.2.14 活性铜分散度测定 |
| 2.2.15 活性镍、钴分散度测定 |
| 2.2.16 NiCu双金属催化剂分散度测定 |
| 2.3 产物分析 |
| 2.3.1 气相色谱质谱联用仪(GC-MS) |
| 2.3.2 气相色谱(GC) |
| 参考文献 |
| 第三章 表面改性镍铜双金属催化剂的构筑及其糠醛水合重排性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 NiCu/Al_2O_3催化剂的制备 |
| 3.2.2 催化评价 |
| 3.2.3 红外吸附实验 |
| 3.2.4 DFT理论计算 |
| 3.3 催化剂结构与性质探究 |
| 3.3.1 前体和催化剂的晶体结构 |
| 3.3.2 催化剂氧化还原性能 |
| 3.3.3 催化剂的原子构型 |
| 3.3.4 催化剂的微观形貌 |
| 3.3.5 催化剂的表面元素状态 |
| 3.3.6 催化剂的表面酸性分析 |
| 3.3.7 催化剂氢气吸附能力 |
| 3.4 催化性能评价 |
| 3.4.1 NiCu系列双金属催化剂糠醛重排性能评价 |
| 3.4.2 对比样品催化剂糠醛重排性能评价 |
| 3.4.3 NiCu系列双金属催化剂中间产物糠醇重排性能评价 |
| 3.4.4 TOF值的计算 |
| 3.4.5 催化剂稳定性测试 |
| 3.5 催化机理探究 |
| 3.5.1 糠醛在催化剂表面吸附行为研究 |
| 3.5.2 催化剂表面精细结构探究 |
| 3.5.3 醛基类生物质加氢推广应用及前景展望 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 氧缺陷促进的钴镍双金属催化剂的构筑及其香兰素加氢脱氧性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 催化剂制备 |
| 4.2.2 催化评价 |
| 4.2.3 原位红外吸附实验 |
| 4.2.4 DFT理论计算 |
| 4.3 催化剂结构与性质探究 |
| 4.3.1 水滑石前体晶体结构及形貌分析 |
| 4.3.2 氧化物还原性能 |
| 4.3.3 催化剂结构分析 |
| 4.3.4 催化剂表面性质分析 |
| 4.3.5 催化剂缺陷结构分析 |
| 4.4 香兰素加氢脱氧性能测试 |
| 4.4.1 单一氢源的香兰素加氢脱氧 |
| 4.4.2 双氢源协同的香兰素加氢脱氧 |
| 4.5 香兰素加氢脱氧机理探究 |
| 4.5.1 催化活性来源探究 |
| 4.5.2 底物吸附构型与官能团活化探究 |
| 4.5.3 香兰素及其中间产物的吸附构型DFT模拟 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 钴铁双金属催化剂的构筑及其5-羟甲基糠醛转移加氢性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 CoFe双金属催化剂的制备 |
| 5.2.2 催化评价 |
| 5.2.3 红外吸附实验 |
| 5.3 催化剂结构与性质分析 |
| 5.3.1 水滑石前体的晶体结构分析 |
| 5.3.2 催化剂的晶体结构分析 |
| 5.3.3 水滑石前体和催化剂的宏观形貌探究 |
| 5.3.4 氧化物还原性能测试 |
| 5.3.5 催化剂表面元素状态 |
| 5.4 转移加氢性能研究 |
| 5.4.1 5-羟甲基糠醛转移加氢性能 |
| 5.4.2 氢源对性能的影响 |
| 5.4.3 糠醛的转移加氢性能 |
| 5.4.4 催化机理探究 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论与展望 |
| 论文创新点 |
| 附录 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 作者与导师简介 |
| 附件 |
（8）二维改性MXenes催化活化小分子的多尺度模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 析氢及甲烷转化研究现状 |
| 1.1.1 析氢反应 |
| 1.1.2 甲烷转化典型方式 |
| 1.1.3 甲烷直接转化制甲醇反应 |
| 1.2 二维材料在析氢反应的研究进展 |
| 1.3 二维材料在甲烷转化反应的研究进展 |
| 1.4 析氢反应机理的多尺度模拟 |
| 1.4.1 多尺度模拟介绍 |
| 1.4.2 密度泛函理论研究 |
| 1.4.3 机器学习研究 |
| 1.5 甲烷转化反应的密度泛函理论研究 |
| 1.6 论文的研究意义和研究内容 |
| 第二章 理论基础及计算细节 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.1.1 绝热近似和单电子近似 |
| 2.1.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.4 交换相关泛函 |
| 2.2 机器学习算法 |
| 2.2.1 Elman神经网络算法 |
| 2.2.2 最小绝对收缩和选择算法 |
| 2.2.3 内核岭回归算法 |
| 2.2.4 支持向量机算法 |
| 2.2.5 随机森林算法 |
| 2.3 软件包介绍 |
| 2.3.1 VASP软件 |
| 2.3.2 MATLAB软件 |
| 第三章 机器学习加速二维MXenes析氢催化剂的高通量筛选 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法 |
| 3.2.1 DFT计算方法 |
| 3.2.2 机器学习方法 |
| 3.3 数据集建立 |
| 3.3.1 计算模型建立 |
| 3.3.2 析氢描述符搜寻 |
| 3.4 特征值选取和数据预处理 |
| 3.5 机器学习模型预测 |
| 3.5.1 机器学习模型建立 |
| 3.5.2 机器学习模型对新材料性能预测 |
| 3.6 析氢催化剂的氢覆盖度影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 机器学习加速单原子掺杂二维MBenes析氢催化剂的高通量筛选 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法 |
| 4.2.1 DFT计算方法 |
| 4.2.2 机器学习方法 |
| 4.2.3 Bader电荷描述符定义 |
| 4.3 数据集建立 |
| 4.3.1 计算模型建立 |
| 4.3.2 复合描述符相关公式建立 |
| 4.3.3 单原子掺杂对MBenes材料析氢性能影响 |
| 4.4 特征值选取 |
| 4.5 机器学习模型预测 |
| 4.5.1 机器学习模型建立 |
| 4.5.2 机器学习模型对新材料性能预测 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于密度泛函理论对Pd_2/Mo_2CO_2 上甲烷转化甲醇反应的机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法 |
| 5.3 计算模型建立 |
| 5.4 反应物分子在催化剂表面上吸附行为 |
| 5.4.1 CH_4在Pd1/Mo_2CO_2和Pd_2/Mo_2CO_2 上吸附 |
| 5.4.2 CH_4和O2在Pd1/Mo_2CO_2和Pd_2/Mo_2CO_2 上共吸附 |
| 5.5 甲烷选择性氧化为甲醇的反应路径分析 |
| 5.5.1 CH_4和O2在Pd_2/Mo_2CO_2 上生成CH_3OH |
| 5.5.2 CH_4 和残留O*在Pd_2/Mo_2CO_2 上生成CH3OH |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 学位论文数据集 |
（9）Ag3PO4/Fe3O4/GO双效催化剂在可见光—过硫酸盐耦合体系中的增效作用及机理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高级氧化技术(AOPs) |
| 1.2.2 基于光催化的AOPs |
| 1.2.3 基于硫酸根自由基的AOPs |
| 1.2.4 GO的分散性与氧化程度 |
| 1.2.5 光催化为主体的耦合技术 |
| 1.3 论文研究内容、技术路线及创新点 |
| 1.3.1 光催化/Fenton耦合技术现存问题 |
| 1.3.2 论文研究内容、意义及技术路线 |
| 1.3.3 论文的创新点 |
| 第2章 Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO双效催化剂的制备及表征 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 材料制备 |
| 2.2.2 GO沉降实验 |
| 2.2.3 材料的鉴定及表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 GO分散性能分析 |
| 2.3.2 材料结构及组成分析 |
| 2.3.3 材料形貌、纳米结构及元素组成分析 |
| 2.3.4 材料特征基团及分子结构分析 |
| 2.3.5 材料的磁性质分析 |
| 2.3.6 材料比表面积及孔结构分析 |
| 2.3.7 材料表面元素类别及氧化态分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO光催化降解污染物的性能 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 实验试剂 |
| 3.1.2 实验仪器 |
| 3.2 实验设计及方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 催化剂吸光性能的表征 |
| 3.3.2 Fe_3O_4/GO与 Ag_3PO_4 的质量比对光催化活性的影响 |
| 3.3.3 反应参数对光催化性的影响 |
| 3.3.4 光催化剂的稳定性 |
| 3.3.5 光催化降解机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO催化过硫酸盐降解污染物的性能 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.1.1 实验试剂 |
| 4.1.2 实验仪器 |
| 4.2 实验设计及方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO催化PDS的性能 |
| 4.3.2 反应参数对PDS体系催化性能的影响 |
| 4.3.3 PDS催化剂的稳定性 |
| 4.3.4 PDS催化降解机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO在耦合体系中的增效性能研究 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.1.1 实验试剂 |
| 5.1.2 实验仪器 |
| 5.2 实验设计及方法 |
| 5.2.1 Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO的双效催化性能 |
| 5.2.2 Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO在耦合体系中的增效作用 |
| 5.2.3 Fe_3O_4/GO与 Ag_3PO_4 的质量比对催化性能的影响 |
| 5.2.4 反应参数对耦合体系催化性能的影响 |
| 5.2.5 耦合体系运行方式对催化性能的影响 |
| 5.2.6 水中常见无机离子对催化性能的影响 |
| 5.2.7 Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO在耦合体系中的循环利用性 |
| 5.2.8 p-CP标准曲线的绘制 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO的双效催化性能 |
| 5.3.2 Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO在耦合体系中的增效作用 |
| 5.3.3 Fe_3O_4/GO与 Ag_3PO_4 的质量比对催化性能的影响 |
| 5.3.4 反应参数对耦合体系催化性能的影响 |
| 5.3.5 耦合体系运行方式对催化性能的影响 |
| 5.3.6 水中常见无机离子对催化性能的影响 |
| 5.3.7 Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO在耦合体系中的稳定性 |
| 5.3.8 基于Ag_3PO_4/Fe_3O_4/GO的耦合体系与其它催化体系性能比较 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 耦合体系的增效作用机理及降解途径分析 |
| 6.1 实验部分 |
| 6.1.1 实验试剂 |
| 6.1.2 实验仪器 |
| 6.2 实验设计及方法 |
| 6.2.1 活性基团的鉴定 |
| 6.2.2 样品前处理 |
| 6.2.3 GC-MS分析 |
| 6.2.4 Fe~(2+)及总Fe含量的测定 |
| 6.2.5 p-CP标准曲线的绘制 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 自由基掩蔽实验鉴定活性基团及其贡献 |
| 6.3.2 ESR鉴定结果及分析 |
| 6.3.3 耦合体系的增效作用机理 |
| 6.3.4 降解过程中p-CP及总有机碳的变化情况 |
| 6.3.5 中间产物鉴定及降解途径分析 |
| 6.3.6 经济成本及环境适应性分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及博士期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）含路易斯酸活性中心的多孔芳香骨架材料的合成及其性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 多孔有机骨架材料的简介 |
| 1.2 多孔有机骨架材料的分类 |
| 1.2.1 超交联聚合物 |
| 1.2.2 固有微孔聚合物 |
| 1.2.3 共轭微孔聚合物 |
| 1.2.4 共价有机骨架材料 |
| 1.2.5 共价三嗪骨架材料 |
| 1.2.6 多孔芳香骨架材料 |
| 1.3 多孔有机骨架材料的应用 |
| 1.3.1 气体吸附与存储 |
| 1.3.2 气体分离 |
| 1.3.3 非均相催化 |
| 1.3.4 污染物的吸附去除 |
| 1.4 选题目的和主要内容 |
| 第二章 含硼中心多孔芳香骨架材料的合成及其气体吸附性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 PAF-165和PAF-166的合成 |
| 2.3 PAF-165和PAF-166的结构表征 |
| 2.3.1 红外光谱 |
| 2.3.2 固体核磁 |
| 2.3.3 稳定性研究 |
| 2.3.4 粉末X射线衍射 |
| 2.3.5 扫描电子显微镜和透射电子显微镜 |
| 2.3.6 孔道性质分析 |
| 2.4 CO_2和N_2吸附分离性质研究 |
| 2.4.1 CO_2和N_2的吸附性能 |
| 2.4.2 CO_2吸附热 |
| 2.4.3 CO_2和N_2的分离性能 |
| 2.5 C_2H_4和C_2H_6吸附性质研究 |
| 2.5.1 C_2H_4和C_2H_6的吸附性能 |
| 2.5.2 C_2H_4和C_2H_6吸附热 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于多孔芳香骨架材料的受阻路易斯酸碱对的催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 邻苯二胺与CO_2的催化反应 |
| 3.2.4 催化剂的可循环性测试 |
| 3.3 催化性能探究 |
| 3.3.1 催化反应条件的优化 |
| 3.3.2 催化剂循环利用性能的测试 |
| 3.4 催化后材料的结构表征 |
| 3.4.1 红外光谱 |
| 3.4.2 热稳定性 |
| 3.4.3 扫描电子显微镜 |
| 3.5 催化反应机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、组合多相催化技术及其在甲烷与小分子化合物耦合反应中的应用（论文参考文献）
- [1]含氢键供体离子液体催化CO2耦合合成环状碳酸酯[D]. 杨朝琨. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]介孔金属串联催化剂的设计与应用研究[D]. 李媛. 山西大学, 2021(12)
- [3]苯并噻二唑功能化多孔材料的合成及可见光诱导硫醚氧化性能[D]. 晏秘. 贵州师范大学, 2021(12)
- [4]碳及碳基金属催化剂的合成与应用[D]. 许实龙. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]氮掺杂多孔碳负载金属催化剂的制备及其在木质素氢解中的应用[D]. 李天津. 华南理工大学, 2020
- [6]铜助催化剂促进碳纳米管催化异丙苯氧化反应研究[D]. 邓洁. 华南理工大学, 2020(02)
- [7]基于层状前体构筑非贵双金属催化剂及其催化生物质转化性能研究[D]. 刘梦然. 北京化工大学, 2020(01)
- [8]二维改性MXenes催化活化小分子的多尺度模拟研究[D]. 孙翔. 浙江工业大学, 2020(02)
- [9]Ag3PO4/Fe3O4/GO双效催化剂在可见光—过硫酸盐耦合体系中的增效作用及机理[D]. 金华. 吉林大学, 2020(08)
- [10]含路易斯酸活性中心的多孔芳香骨架材料的合成及其性质研究[D]. 戴安琪. 东北师范大学, 2020(02)