铜钴氧化物的制备及其催化性能研究开题报告.docVIP

 本科毕业设计(论文)开题报告 题目： 铜钴氧化物的制备及其催化性能研究 课 题 类 型： 设计□ 实验研究◆论文□ 学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 化学工程与工艺132班 学 院： 生物与化学工程学院 指 导 教 师： 开 题 时 间： 2017/3/5 2017 年 3 月 5 日 一、毕业论文的内容及研究意义 1.1 研究内容 本文使用脉冲雾化热蒸发化学气相沉积（PSE－CVD）的方法在惰性衬底上成功合成了钻氧化物和铜钻复合氧化物，并对这竖氧化物的VOCs脱除进行了探索。通过Ｘ射线衍射（XRD）、傳里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和Ｘ射线光电子能谱（XPS）对氧化物样厢的物相结构、组织形态和组分进行了系统的表征。原位漫反射红外光谱（DRITFS）可Ｗ测定样品的热稳定性和解析催化剂表面的催化反应过程。分析了衬底温度和铜钻惨杂比例对制备样品的各种理化特性和催化活性的影响。通过一氧化碳和作为VOC代表性气体的丙帰的催化测试获得了氧化物薄膜的催化性能。 1.2 研究意义 １．对铜钻氧化物的研究，包括制备与催化应用在内，本文只做了富铜侧的部分，可继续增加前驱体溶液中钻的比例直到钻元素占比100％。从而能够探巧惨钻比例的进一步提髙对铜钻复合氧化物的结构、热稳定性和催化活性等特性产生的影响。 ２．化学气相沉积方法虽能制备高质量的氧化物薄膜，但样品合成的速度有待提高。为了加快沉积速率，可以在沉积过程中采取各种辅助手段，包括等离子体辅助、激光辅助、火焰辅助等，这些辅助手段都可以通过激发或者加入大量的活化粒子来加速沉积过程。 ３．针对实际的较大流量的混合型气态污染物（如含有一定水蒸气、二氧化硫、氮氧化物和碳氨化合物的未燃尽气体）展开过渡金属氧化物的催化氧化研究，分析不同催化剂对不同燃料的选择性催化特性，研巧催化剂长期使用和应对各种杂质气体的失活特性。 二、铜钴氧化物研究现状和发展趋势 2.1 概述 2.1.1 物理、化学性质（1）立方体 （2）正八面体 （3）菱形十二面体 （4）二十六面体 （5）钝边多面体 （6）氧化亚铜五十面体微晶 由24个高指数晶面（{211}晶面或{311}晶面）、12个{110}晶面、8个{111}晶面以及6个{100}晶面封闭而成，并含有120条棱和72个顶点，与比立方体氧化铜和正八面体氧化亚铜有更高的光催化性能 （7） 凹面体 被{HHL}高指数面密封 因为有{311}高指数面的存在，加强了对CO的催化氧化性能。 2.3各形态氧化亚铜的合成方法 2.3.1氯促进十二面氧化亚铜 多元醇法合成氧化亚铜，氯离子通过强烈吸附在{100}面上来降低其表面能，促进铜立方的形成，它们还可以提供静电荷防止铜立方聚集。 2HOCH2CH2OH → 2CH3CHO + 2H2O (1) CH3CHO + 2Cu(NO3)2 + 2H2O → CH3COOH + 4HNO3 + Cu2O (2) 在带有纸内衬塑料瓶盖的24ml硼硅酸盐瓶内一次性加入5ml乙二醇 ,盖上盖子后在140℃条件下油浴加热搅拌1h ，10min后，用双通道注射泵以45ml/h速率同时将硝酸铜和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）加入搅拌的溶液中，混合液在反应中将出现一系列的颜色变化：蓝色，深蓝色，绿色，橙色。反应后的混合液经过离心（6000rpm/min），用乙醇洗去乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮，将得到的沉淀真空干燥4h。 2.3.2无模板水热-铜立方 用无模板水热法合成的铜立方[4]，通过光催化性能实验表明CuO/Cu2O中空微球比单相CuO/Cu2O在可见光下催化甲基橙降解表现出更好的光催化性能。 Cu(CH3COO)2 + 2H2O → Cu(OH)2 (s) + 2CH3COOH . (1) Cu(OH)2 (s) → CuO(s) + H2O .(2) 8CuO(s) + CH3COOH → 4Cu2O(s) + 2H2O + 2CO2 (3) 将一水合醋酸铜粉末溶于蒸馏水中配成0.02-0.2M一系列浓度的溶液，然后，取35ml溶液于50ml聚四氟乙烯水热釜中，接着用水热法在200℃下加热1-36h。反应后，取样品过滤，用蒸馏水洗涤，在真空干