新型納米催化材料的設(shè)計(jì)、制備及應(yīng)用研究.pdf

1、納米催化劑由于其高效的還原或氧化作用，在催化或光催化領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，與普通商用催化劑相比，表現(xiàn)出高活性和高選擇性等優(yōu)異的催化性能。在反應(yīng)中，納米催化劑的尺寸、形貌、表面性質(zhì)等對其活性和選擇性起到了關(guān)鍵的作用。納米催化劑制備過程中的條件，如原料濃度、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度、溶劑比例和表面活性劑等，對于控制制備納米催化劑至關(guān)重要。目前，人們對各種納米催化劑的制備和應(yīng)用做了大量研究，取得了豐碩的成果，同時也提出了納米催化劑在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)的許

2、多問題。
　　 本論文立足于綠色、廉價(jià)、簡易、可工業(yè)化放大的制備方法，來獲得尺寸、形貌及表面性質(zhì)可控的納米氧化鋅光催化劑、納米銅催化劑，并且發(fā)揮優(yōu)化設(shè)計(jì)理念，對納米氧化鋅光催化劑、納米銅催化劑進(jìn)行了有針對性的表面改性。本論文從控制制備、表面改性及提高產(chǎn)品應(yīng)用性能等方面開展了研究工作，全文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 1、系統(tǒng)研究了水熱法控制制備多形貌、多尺寸納米氧化鋅的制備工藝?？疾炝嗽蠞舛取⑺疅釡囟?、水熱時間、pH

3、值、溶劑比例等因素對氧化鋅顆粒尺寸和形貌的影響，結(jié)果表明：通過不同原料的水熱反應(yīng)，可以得到類球狀、棒狀、花狀的納米氧化鋅光催化劑，調(diào)節(jié)原料濃度、水熱溫度、水熱時間、pH值及溶劑比例等參數(shù)，可以控制光催化劑的形貌和尺寸。該制備方法原料簡單價(jià)廉，調(diào)控手段簡單，適于工業(yè)化放大生產(chǎn)。2、以羅丹明B等為降解對象，研究了水溶液中各種產(chǎn)品的光催化活性，考察了產(chǎn)品形貌、粒徑、表面處理和使用條件對光催化性能的影響，選取了利于提高光催化效率的途徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果

4、表明：本論文所報(bào)道的方法所制備的納米氧化鋅光催化劑均具有良好的光催化性能，減小顆粒粒徑、增大比表面積、較低溫度煅燒有利于得到高催化性能的光催化劑，選取適當(dāng)用量、調(diào)節(jié)體系pH值等，可以促進(jìn)光催化體系的迅速降解。3、創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)、制備并表征了核殼結(jié)構(gòu)的納米ZnO@SiO2、ZnOSiO2光催化劑顆粒，對其光催化性能進(jìn)行了測試，驗(yàn)證了其在光催化應(yīng)用中的優(yōu)勢和設(shè)計(jì)思路的正確性。4、系統(tǒng)研究了液相還原法制各納米銅催化劑的制備工藝。考察了原料濃度、

5、體系溫度、反應(yīng)時間、溶劑比例和表面活性劑等對銅催化劑顆粒的影響，結(jié)果表明：該工藝可以得到形貌可控、粒度可調(diào)、分散均勻、質(zhì)量穩(wěn)定的納米銅催化劑，為工業(yè)化放大生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。5、創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)、制備并表征了核殼結(jié)構(gòu)的納米Cu@C催化劑顆粒，對其催化性能進(jìn)行了測試，驗(yàn)證了其在苯羥基化催化反應(yīng)中的優(yōu)勢和設(shè)計(jì)思路的正確性。6、在兩種催化劑基礎(chǔ)相材料的制備實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合液相還原法與高通量反應(yīng)器的特點(diǎn)，利用超重力旋轉(zhuǎn)床和套管式微反應(yīng)器對制備過程進(jìn)行了