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四元类水滑石的制备及性能研究

作　者: 方彩萍
导　师: 倪哲明；王力耕
学　校: 浙江工业大学
专　业: 应用化学
关键词: Zn/Ni/Mg/Al-LDHs Cu/Co/Mg/Al-LDHs 吸附机理 记忆效应 IGC
分类号: O611.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 196次
引　用: 3次
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内容摘要


类水滑石（LDHs）是一种具有层状结构的新型功能材料，其焙烧产物（LDOs）相比于类水滑石具有更大的比表面积与更强的碱性，可用作吸附剂、催化剂和催化剂载体。近年来，研究者尝试将二元和三元LDOs用于NOx的吸附消除，并取得了较为理想的效果。 本文首次采用共沉淀法制备了不同元素比例的Cu／Co／Mg／Al与Zn／Ni／Mg／Al四元类水滑石，以元素分析、XRD、IR、SEM、BET等手段对其组成与结构进行表征，并测试了Zn／Ni／Mg／Al-LDOs和Cu／Co／Mg／Al-LDOs对NOx的常温吸附性能。 研究结果表明，改变LDOs层板元素种类与比例将影响其吸附NOx性能。在不同元素比例的Cu／Co／Mg／Al-LDOs与Zn／Ni／Mg／Al-LDOs中，Cu(1.13Co1.07Mg0.94Al-LDOs与ZnNi1.02MgAl-LDOs的吸附性能最佳，饱和吸附容量分别达到2.8与2.3 g/g。进一步通过LDOs的比表面积测试与NOx吸附动力学研究发现，LDOs的吸附性能与其比表面积和表观吸附活化能相关：比表面积越大，吸附活化能越小，则NOx饱和吸附量越大。其中，饱和吸附容量最大的Cu1.13Co1.07Mg0.94Al-LDOs与ZnNi1.02MgAl-LDOs，比表面积分别为150.85与159m2／g，表观吸附活化能分别为45.5与57.5kJ／mol。 在XRD、IR及SEM等手段考察吸附NOx前后LDOs结构变化

全文目录


摘要  4-7
ABSTRACT  7-12
符号说明  12-14
第一章 文献综述  14-34
  1.1 类水滑石层状材料的研究进展  14-33
    1.1.1 类水滑石的结构  14-15
    1.1.2 类水滑石的性质  15-17
    1.1.3 类水滑石的合成进展  17-19
    1.1.4 类水滑石的经典表征手段  19-21
    1.1.5 类水滑石的应用进展  21-28
    1.1.6 吸附作用理论简介  28-31
    1.1.7 反相气相色谱法简介  31-33
  1.2 本文的研究目的与内容  33-34
第二章 实验部分  34-40
  2.1 化学试剂及仪器  34-35
    2.1.1 化学试剂  34-35
    2.1.2 主要仪器  35
  2.2 材料的制备  35-36
    2.2.1 CO_3~(2-)插层LDHs的制备  35-36
    2.2.2 M_(g3)Al-LDHs-A~(n-)的制备  36
    2.2.3 LDOs的制备  36
  2.3 元素分析  36-38
    2.3.1 Cu／Co／Mg／Al-LDHs元素分析  36-37
    2.3.2 Zn／Ni／Mg／Al-LDHs元素分析  37-38
  2.4 LDHs与LDOs的表征  38
  2.5 LDOs对NO_x的吸附实验  38
    2.5.1 NO_x的空白吸附实验  38
    2.5.2 LDOs对NO_x的吸附实验  38
  2.6 IGC法测定LDOs表面性质  38-40
    2.6.1 样品预处理  38-39
    2.6.2 色谱条件  39
    2.6.3 色谱装置示意图  39
    2.6.4 实验步骤  39-40
第三章 Cu／Co／Mg／Al-LDHs的结构与性能研究  40-48
  3.1 引言  40
  3.2 结果与讨论  40-47
    3.2.1 Cu／Co／Mg／Al-LDHs的元素分析  40-41
    3.2.2 Cu／Co／Mg／Al-LDHs的XRD  41-42
    3.2.3 Cu／Co／Mg／Al-LDHs的IR光谱  42-43
    3.2.4 Cu／Co／Mg／Al-LDHs的比表面积  43-44
    3.2.5 Cu／Co／Mg／Al-LDOs对NO_x的吸附性能  44-47
  3.3 本章小结  47-48
第四章 Zn／Ni／Mg／Al-LDHs的结构与性能研究  48-54
  4.1 引言  48
  4.2 结果与讨论  48-53
    4.2.1 Zn／Ni／Mg／Al-LDHs的元素分析  48
    4.2.2 Zn／Ni／Mg／Al-LDHs的XRD  48-50
    4.2.3 Zn／Ni／Mg／Al-LDHs的IR光谱  50
    4.2.4 Zn／Ni／Mg／Al-LDOs对NO_x的吸附性能  50-53
  4.3 本章小结  53-54
第五章 NO_x在LDOs上的吸附机理探讨  54-60
  5.1 引言  54
  5.2 吸附机理  54-59
    5.2.1 吸附前后类水滑石的XRD变化  54-55
    5.2.2 吸附前后类水滑石的IR变化  55-56
    5.2.3 吸附前后类水滑石表面形貌的变化  56-58
    5.2.4 NO_x在LDOs上的吸附机理推测  58-59
  5.3 本章小结  59-60
第六章 IGC法表征类水滑石层状材料的表面性质  60-68
  6.1 引言  60-62
  6.2 结果与讨论  62-67
    6.2.1 元素种类对表面能量的影响  62-65
    6.2.2 元素配比对表面能量的影响  65
    6.2.3 插层阴离子类型对表面能量的影响  65-66
    6.2.4 表面处理对表面能量的影响  66-67
  6.3 本章小结  67-68
第七章 结论  68-71
  7.1 结论  68-70
  7.2 本论文创新点  70-71
参考文献  71-76
附录  76-79
致谢  79-80
攻读硕士学位期间发表论文  80

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 化学元素与无机化合物 > 无机合成化学
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