学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

不同形貌四氧化三钴的合成与催化性能研究

作　者: 卢珊珊
导　师: 景晓燕
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 应用化学
关键词: 四氧化三钴 多孔材料 催化性能 高氯酸铵
分类号: TQ426.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 119次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


四氧化三钴以其优越的电化学、磁学、气敏、催化等性能得到了广泛的应用且受到了极大的关注。众所周知，产物的形貌对其相关性能有着很大的影响，因而研究合成形貌规则的四氧化三钴是提高其性能的关键。本论文采用沉淀法、水热法、溶剂热法合成了不同形貌的前驱体，焙烧处理后获得了具有不同规则形貌的四氧化三钴产物，并探讨了相应的反应机理；同时，考察了不同形貌的四氧化三钴对高氯酸铵的热分解催化性能。主要内容如下：利用沉淀法合成了片状β-Co(OH)2前驱体，经过500oC焙烧处理后获得了多孔片状Co3O4，考察了反应温度、溶剂和碱源对产物形貌的影响，并初步探讨了产物的形成机理。通过对比实验发现，水合肼和环己烷对片状结构的形成和规则有序生长有极大的贡献。随着反应温度的升高，产物的结晶度逐渐提高，产物形貌也越规则，介孔特性也随之提高。研究表明，产物作为催化剂对高氯酸铵热分解均有较好的催化性能，其中在80oC水浴温度下制备的Co3O4催化性能最佳，使高氯酸铵热分解温度区间由284~453oC降低到222~295oC。在表面活性剂油酸的辅助下水热法合成了梭子片状Co2(CN)5NH2前驱体，经过焙烧后得到了多孔梭子片状Co3O4，并考察了表面活性剂、溶剂体系、反应温度、反应时间和焙烧温度对产物形貌和结构的影响。研究发现，油酸作为结构导向剂对梭子片状的形成起到了决定性作用；随着溶剂体系中乙醇含量的改变，产物表现出不同的形貌。实验结果表明，添加2mL油酸，乙醇与水体积比1:1，180oC水热条件下反应12h制备的前驱体产物最佳。随着前驱体焙烧温度的升高，产物的孔径尺寸逐渐增大且分布变宽，催化性能则随之降低。其中，前驱体经过400oC焙烧制备的Co3O4产物形貌最佳且对高氯酸铵热分解催化性能最佳，使其热分解温度区间降低到227~307oC。以油胺为表面活性剂，乙二醇为溶剂利用溶剂热法合成了空心球形Co(CO3)0.5(OH)0.11H2O前驱体，经过焙烧处理后获得了Co3O4产物，并考察了表面活性剂、反应温度、反应时间和焙烧温度对产物形貌和结构的影响。结果表明，油胺和六次甲基四胺对产物空心球形的形成起到了关键性作用。随着前驱体焙烧温度的升高，球形结构的表面越粗糙，组装球形结构的纳米粒子尺寸逐渐增大，产物的比表面积则随之减小。实验结果表明，乙二醇为溶剂，添加0.5mL油胺，180oC水热反应16h制备的前驱体产物形貌最佳。经过不同焙烧温度获得的Co3O4对高氯酸铵热分解均具有较好的催化性能，其中350oC焙烧后制备的Co3O4产物催化性能最佳，使高氯酸铵热分解温度区间降低为220~296oC。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章 绪论  11-23
  1.1 催化剂  11-12
    1.1.1 简介  11
    1.1.2 催化剂的特征和分类  11-12
    1.1.3 影响催化剂活性的因素  12
    1.1.4 催化剂的制备方法及发展趋势  12
  1.2 四氧化三钴  12-22
    1.2.1 简介  12-13
    1.2.2 制备方法  13-19
    1.2.3 四氧化三钴应用  19-22
  1.3 论文选题目的和意义  22
  1.4 本论文的主要研究内容  22-23
第2章 实验及表征方法  23-25
  2.1 实验试剂  23
  2.2 实验仪器  23-24
  2.3 表征方法  24-25
    2.3.1 X 射线粉末衍射仪(XRD)  24
    2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)  24
    2.3.3 透射电子显微镜(TEM)  24
    2.3.4 热重/差示扫描量热仪(TG-DSC)  24
    2.3.5 氮气吸附脱附测试仪  24-25
第3章 多孔片状 Co3O4的合成与催化性能研究  25-36
  3.1 引言  25
  3.2 实验部分  25-26
    3.2.1 多孔片状 Co3O4的制备  25
    3.2.2 考察实验条件对产物形貌的影响  25-26
  3.3 实验结果与讨论  26-34
    3.3.1 XRD 分析  26
    3.3.2 TG-DSC 分析  26-27
    3.3.3 SEM 分析  27-29
    3.3.4 TEM 分析  29-30
    3.3.5 氮气吸附-脱附分析  30-32
    3.3.6 多孔片状 Co3O4的形成机理  32-33
    3.3.7 多孔片状 Co3O4催化性能测试  33-34
  3.4 本章小结  34-36
第4章 多孔梭子片状 Co3O4的合成与催化性能研究  36-52
  4.1 引言  36
  4.2 实验部分  36-37
    4.2.1 多孔梭子片状 Co3O4的制备  36
    4.2.2 考察实验条件对产物形貌的影响  36-37
  4.3 实验结果与讨论  37-50
    4.3.1 XRD 分析  37-40
    4.3.2 TG-DSC 分析  40-41
    4.3.3 SEM 分析  41-46
    4.3.4 TEM 分析  46-47
    4.3.5 氮气吸附-脱附分析  47-48
    4.3.6 多孔梭子片状 Co3O4的形成机理  48-49
    4.3.7 多孔梭子片状 Co3O4催化性能测试  49-50
  4.4 本章小结  50-52
第5章 空心球形 Co3O4的合成与催化性能研究  52-65
  5.1 引言  52
  5.2 实验部分  52-53
    5.2.1 空心球形 Co3O4的制备  52
    5.2.2 考察实验条件对产物形貌的影响  52-53
  5.3 实验结果与讨论  53-63
    5.3.1 XRD 分析  53-56
    5.3.2 TG-DSC 分析  56
    5.3.3 SEM 分析  56-59
    5.3.4 TEM 分析  59-60
    5.3.5 氮气吸附-脱附分析  60-61
    5.3.6 空心球形 Co3O4的形成机理  61-62
    5.3.7 空心球形 Co3O4催化性能测试  62-63
  5.4 本章小结  63-65
结论  65-66
参考文献  66-73
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-74
致谢  74

相似论文

  1. 基于酚醛树脂活性炭的制备及负载TiO2吸附—光催化性能,TQ424.19
  2. 分层复合水刺/热风非织造材料的吸声性能研究,TS176
  3. 纳米TiO2粉体和陶瓷的制备与性能表征,TB383.1
  4. FeAl基多孔材料的制备及其性能的研究,TF124.5
  5. CO加氢催化转化制低碳烃的铁基催化剂研究,TQ426.94
  6. RAFT聚合制备聚醋酸乙烯酯类亲二氧化碳碳氢聚合物及其应用,TQ323.42
  7. 多孔软物质在地面交通工具中的应用,U270.1
  8. 磁性杂多酸催化脂肪酸甲酯环氧化性能研究,TQ414
  9. SnO2粒子电极制备及催化性能研究,X703
  10. ZnTiO3-TiO2纳米复合材料的制备、表征及其光催化性能,O643.32
  11. 介质阻挡放电等离子体用于二氧化碳分解的研究,X701
  12. 金属多孔材料液体渗透性能评价方法的实现与应用,TB383.4
  13. 天然硅酸盐纳米管复合催化剂的制备及其热催化性能研究,O643.36
  14. 二氧化钛纳米材料制备及光催化性能,TB383.1
  15. 层状前体法制备的镍锌铁氧体及其特性的拓展,TM277
  16. 氮—铈共掺杂纳米氧化锌的制备及其性能研究,TB383.1
  17. 家蚕丝素多孔材料生物降解行为的研究,R318.08
  18. 矩形填充多孔材料夹层结构的力学性能等效模型研究,TB383.4
  19. 壳聚糖、壳聚糖/氧化石墨有序多孔材料的制备及性能研究,TQ281
  20. 纳米TiO_2基复合粉体和负载体材料的制备及其协同光催化活性,O614.411
  21. 骨支架力学模型的研究,R318.08

中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 试剂与纯化学品的生产 > 催化剂（触媒） > 金属催化剂 > 单金属催化剂
© 2012 www.xueweilunwen.com