导读:本文包含了绿铜锌矿论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:铜锌碱式碳酸盐,第一性原理,电子结构,掺杂
绿铜锌矿论文文献综述
李娇[1]（2015）在《Mg/Zn掺杂孔雀石和Al/Zr掺杂绿铜锌矿性质的第一性原理研究》一文中研究指出锌孔雀石(Cu1-xZnx)2(OH)2CO3和绿铜锌矿(Zn1-xCux)5(OH)6(CO3)2是Cu/ZnO催化剂前驱体中主要的活性物相，经焙烧后可形成CuO-ZnO固溶体，还原后铜锌间具有较强相互作用，有效地增强了催化剂活性及稳定性。镁孔雀石(Cu1-xMgx)2(OH)2CO3是替代锌孔雀石良好的前驱体材料，可以有效提高Cu的分散度，具有明显的结构促进作用。对于(Cu1-xMgx)2(OH)2CO3体系，通过实验表征手段确认其阳离子的排布形态存在困难，且其单晶合成有限，因而从实验角度精确探求镁孔雀石的微观结构和电子性质存在相当大的困难。另外，在Cu/ZnO催化剂中加入活性助剂(如Al、Zr)，可获得较高的有效Cu比表面积、较好的Cu分散度以及改善CuO的还原性能等。但制备单一的Al/Zr掺杂(Zn1-xCux)5(OH)6(CO3)2物相比较困难，同时也难以通过表征手段准确判断Al3+/Zr4+的组成与分布以及Al/Zr掺杂绿铜锌矿的电子性质。因此，本文以Cu2(OH)2CO3和(Zn1-xCux)5(OH)6(CO3)2为研究对象，采用第一性原理计算方法，分别系统研究了Mg/Zn掺杂Cu2(OH)2CO3及助剂阳离子Al/Zr掺杂(Zn1-xCux)5(OH)6(CO3)2体系的能量和相关电子结构等性质，为制备高性能的Cu/ZnO系催化剂提供理论基础。论文主要得到以下结论：(1)通过计算(Cu1-xMgx)2(OH)2CO3(x=1/8,2/8,3/8,4/8和5/8)体系的形成能，发现Mg掺杂Cu2(OH)2CO3的形成能均为负值(-1.647～-1.606eV)，且随着Mg掺杂比例的增加，体系形成能呈上下起伏波动式变化。其中，(Cu6/8Mg2/8)2(OH)2CO3的形成能最低且其在费米能级处的态密度值最低，说明其晶体结构最稳定，是Mg掺杂Cu2(OH)2CO3体系中最容易形成的状态。对比Mg/Zn掺杂后(Cu1-xMx)2(OH)2CO3(x=2/8,4/8)体系，发现在相同比例掺杂条件下，镁孔雀石的形成能最低均为负值，晶体结构最稳定；而锌孔雀石的形成能最大，均为正值，晶体结构最不稳定。另外，Mg/Zn掺杂Cu2(OH)2CO3体系中，二者均优先取代Jahn-Teller变形程度较小的Cu2位。(2) Mg/Zn掺杂没有使Cu2(OH)2CO3晶体结构发生显着变化，体系仍然保持为单斜晶系。体系中Zn–O键和Mg–O键赤道方向的平均键长均大于相应的Cu–O键键长。其中，(Cu6/8Zn1/8Mg1/8)(OH)2CO3体系中顶点方向的Cu–O、Mg–O和Zn–O的平均键长均最短，表明该体系的Jahn–Teller效应最弱。当金属M掺杂比例提高时，体系的Jahn-Teller形变增强，晶体结构稳定性变差。Jahn-Teller效应不仅存在于d轨道未排满的Cu2+中，也可能存在于p轨道未排满的Mg2+中，且未饱和的d、p轨道共同影响着金属离子Jahn-Teller畸变程度。此外，Mulliken电荷布居数、重迭键布居数和态密度分析结果均表明，Zn与O形成共价键，且Zn–O键的共价性大于Cu–O键，而Mg与O形成的是典型的离子键。(3)几何优化Zn5(OH)6(CO3)2得到的理论晶胞参数与实验值基本一致。进一步计算得到Al/Zr掺杂(Zn1-xCux)5(OH)6(CO3)2体系的形成能均是负值，表明其在热力学上能够稳定存在。当x=0.3时，Al优先选择间隙掺杂，且与周围的O原子形成AlO6八面体；而Zr则优先替换掺杂Zn3(7)位，并与周围的O原子形成叁角双锥(3+2)配位构型。当x=0.4时，Al/Zr分别优先掺杂八面体配位的Zn1(1)位和Zn2(5)位。可见当Cu/Zn比不同时，Al/Zr掺杂(Zn1-xCux)5(OH)6(CO3)2的方式及优先掺杂的位置均不同，且Zr掺杂绿铜锌矿体系的形成能较低。(4)几何优化后Al/Zr掺杂(Zn1-xCux)5(OH)6(CO3)2的晶体结构没有发生显着变形，近似保持Zn5(OH)6(CO3)2结构。当x=0.3时，Al/Zr掺杂后体系的Zn–O和Cu–O键键长均增大，ZnO6和CuO6八面体增大，同时Al–O键和Zr–O键键长均小于Zn–O和Cu–O键；当x=0.4时，Al/Zr掺杂同样使得CuO6八面体增大，但是程度较弱。同时Al掺杂促使ZnO6八面体增大，而Zr掺杂却使得ZnO6八面体减小。Mulliken电荷布居数、重迭键布居数和差分电荷密度图分析结果均表明Al/Zr掺杂绿铜锌矿体系后Al–O和Zr–O的共价性均大于Zn–O键和Cu–O键。(本文来源于《太原理工大学》期刊2015-06-01）
杨浩[2]（2014）在《绿铜锌矿和锌孔雀石的合成与过程研究》一文中研究指出绿铜锌矿(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和锌孔雀石(Cu,Zn)2CO3(OH)2是Cu/ZnO催化剂前驱体中的主要活性物相。在共沉淀法制备的Cu/ZnO催化剂前驱体中,混合均匀的Cu2+和Zn2+与CO32-、OH-反应生成碱式碳酸盐沉淀,形成的晶核在母液中老化生长成为晶体。由于Cu2+和Zn2+具有相似的离子半径和电子环境,在老化过程中可以与碱式碳酸盐发生同晶取代反应,从而形成(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2CO3(OH)2。以上两种物相在焙烧后可以形成CuO-ZnO固溶体,还原后Cu镶嵌在ZnO晶格中,可以很好地与ZnO发生协同作用,同时防止了Cu的流失和烧结,有效增强了催化剂的活性和稳定性。因此,提高催化剂前驱体中(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2CO3(OH)2的含量,并使Cu-ZnO发挥最佳的协同作用,是制备高活性、长寿命Cu/ZnO催化剂的关键。共沉淀法制备的Cu/ZnO催化剂前驱体组成较为复杂,是(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2CO3(OH)2的混合物,同时还可能含有碳酸盐,碱式硝酸盐等物相。因此,难以单独地对(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2CO3(OH)2的形成过程,形成条件,以及晶体变化规律进行系统的,准确的研究。为了研究(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2CO3(OH)2的形成过程,分析同晶取代过程中的影响因素,晶体结构的变化规律和两种物相的取代极限。本论文通过新的方法,分别制备出了单一物相的(Cux,Zn1-x)5(CO3)2(OH)6和(Cu1-x,Znx)2CO3(OH)2。在此基础上,考察了金属盐种类,Cu/Zn比,取代温度,取代时间以及微波辐射对于同晶取代过程的影响,确定了该方法下最佳的制备条件。并对同晶取代过程中,物相转变和晶体结构的变化进行了表征和分析,并研究了微波辐射对于Cu2+、Zn2+同晶取代过程的影响。通过研究,本论文主要得出以下结论：(1). Cu2+同晶取代法制备的产物是单一物相的(Cux,Zn1-x)5(CO3)2(OH)6。Cu2+同晶取代法制备(Cux,Zn1-x)5(CO3)2(OH)6的最佳条件是：以Cu(CH3COO)2作为同晶取代反应的铜源,在60℃下取代1.5h,同晶取代反应达到平衡,所得晶体晶相结构良好,晶粒尺寸适中；当Cu/Zn=35：100时,(Cux,Zn1-x)5(CO3)2(OH)6中Cu的最大取代量为29.5%。(2).Zn2+同晶取代法制备的产物均为单一物相的(Cu1-x,Znx)2CO3(OH)2。Zn2+同晶取代法制备的(Cu1-x,Znx)2CO3(OH)2的最佳条件是：以Zn(NO3)2为锌源,在40～80℃下反应1h同晶取代反应达到平衡,晶体形貌良好,晶粒尺寸适中；在Zn/Cu＝90：100时,该方法制备的(Cu1-x,Znx)2CO3(OH)2中Zn含量可达49.7%,优于文献报道。(3).微波辐射条件下与水浴条件下制备的样品相比较,产物的组成和取代量没有明显的变化。但是,微波辐射可以有效加速同晶取代反应,使反应更快达到平衡。此外,微波辐射还有控制晶体晶粒尺寸的作用。使(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6晶体的晶粒尺寸增加,而使(Cu,Zn)2CO3(OH)2晶体的晶粒尺寸减小,可以将两种物相的晶粒尺寸控制在25m左右。这可能是是微波辐射促进合成甲醇铜基催化剂活性升高和稳定性加强的重要原因。(本文来源于《太原理工大学》期刊2014-06-01）
绿铜锌矿论文开题报告
（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：
绿铜锌矿(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和锌孔雀石(Cu,Zn)2CO3(OH)2是Cu/ZnO催化剂前驱体中的主要活性物相。在共沉淀法制备的Cu/ZnO催化剂前驱体中,混合均匀的Cu2+和Zn2+与CO32-、OH-反应生成碱式碳酸盐沉淀,形成的晶核在母液中老化生长成为晶体。由于Cu2+和Zn2+具有相似的离子半径和电子环境,在老化过程中可以与碱式碳酸盐发生同晶取代反应,从而形成(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2CO3(OH)2。以上两种物相在焙烧后可以形成CuO-ZnO固溶体,还原后Cu镶嵌在ZnO晶格中,可以很好地与ZnO发生协同作用,同时防止了Cu的流失和烧结,有效增强了催化剂的活性和稳定性。因此,提高催化剂前驱体中(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2CO3(OH)2的含量,并使Cu-ZnO发挥最佳的协同作用,是制备高活性、长寿命Cu/ZnO催化剂的关键。共沉淀法制备的Cu/ZnO催化剂前驱体组成较为复杂,是(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2CO3(OH)2的混合物,同时还可能含有碳酸盐,碱式硝酸盐等物相。因此,难以单独地对(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2CO3(OH)2的形成过程,形成条件,以及晶体变化规律进行系统的,准确的研究。为了研究(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6和(Cu,Zn)2CO3(OH)2的形成过程,分析同晶取代过程中的影响因素,晶体结构的变化规律和两种物相的取代极限。本论文通过新的方法,分别制备出了单一物相的(Cux,Zn1-x)5(CO3)2(OH)6和(Cu1-x,Znx)2CO3(OH)2。在此基础上,考察了金属盐种类,Cu/Zn比,取代温度,取代时间以及微波辐射对于同晶取代过程的影响,确定了该方法下最佳的制备条件。并对同晶取代过程中,物相转变和晶体结构的变化进行了表征和分析,并研究了微波辐射对于Cu2+、Zn2+同晶取代过程的影响。通过研究,本论文主要得出以下结论：(1). Cu2+同晶取代法制备的产物是单一物相的(Cux,Zn1-x)5(CO3)2(OH)6。Cu2+同晶取代法制备(Cux,Zn1-x)5(CO3)2(OH)6的最佳条件是：以Cu(CH3COO)2作为同晶取代反应的铜源,在60℃下取代1.5h,同晶取代反应达到平衡,所得晶体晶相结构良好,晶粒尺寸适中；当Cu/Zn=35：100时,(Cux,Zn1-x)5(CO3)2(OH)6中Cu的最大取代量为29.5%。(2).Zn2+同晶取代法制备的产物均为单一物相的(Cu1-x,Znx)2CO3(OH)2。Zn2+同晶取代法制备的(Cu1-x,Znx)2CO3(OH)2的最佳条件是：以Zn(NO3)2为锌源,在40～80℃下反应1h同晶取代反应达到平衡,晶体形貌良好,晶粒尺寸适中；在Zn/Cu＝90：100时,该方法制备的(Cu1-x,Znx)2CO3(OH)2中Zn含量可达49.7%,优于文献报道。(3).微波辐射条件下与水浴条件下制备的样品相比较,产物的组成和取代量没有明显的变化。但是,微波辐射可以有效加速同晶取代反应,使反应更快达到平衡。此外,微波辐射还有控制晶体晶粒尺寸的作用。使(Cu,Zn)5(CO3)2(OH)6晶体的晶粒尺寸增加,而使(Cu,Zn)2CO3(OH)2晶体的晶粒尺寸减小,可以将两种物相的晶粒尺寸控制在25m左右。这可能是是微波辐射促进合成甲醇铜基催化剂活性升高和稳定性加强的重要原因。
（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。
绿铜锌矿论文参考文献
[1].李娇.Mg/Zn掺杂孔雀石和Al/Zr掺杂绿铜锌矿性质的第一性原理研究[D].太原理工大学.2015
[2].杨浩.绿铜锌矿和锌孔雀石的合成与过程研究[D].太原理工大学.2014