导读:本文包含了催化放氢论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:硼烷氨,甲酸,放氢,光催化
催化放氢论文文献综述
许亚茹[1]（2019）在《可见光响应型金属基纳米催化剂的制备及其在光催化放氢中的应用研究》一文中研究指出氢气是一种燃烧热值高且环境友好的能源,在实现氢能经济的过程中,氢气的高效存储和温和释放仍然面临挑战。硼烷氨(NH_3BH_3)和甲酸(HCOOH)分别含19.6 wt%和4.4 wt%的氢,是有应用前景的两种化学储氢材料。为实现温和条件下NH_3BH_3和HCOOH的高效放氢,新型催化剂的设计是关键。基于此,本论文将可见光引入到NH_3BH_3和HCOOH的催化放氢体系中,利用可见光能够调节催化剂活性中心的电子密度从而提升其催化活性的特点,设计合成了叁类可见光响应催化剂,系统研究了它们光催化NH_3BH_3和HCOOH的放氢性能。主要结果如下。(1)基于特定金属的表面等离子体共振(SPR)效应和非SPR效应,首先制备了一系列尺寸不同且具有SPR效应的Cu球,然后以它们为载体负载非贵金属Co和Ni纳米粒子,最后研究了负载型催化剂光催化NH_3BH_3放氢性能。结果表明,所有催化剂的可见光放氢活性都有大幅提高,其中尺寸为190 nm的Cu球负载Co纳米粒子的活性最高,TOF值达164.8 min~(-1),高于目前所有非贵金属催化剂的TOF。在可见光照射下,Cu因SPR效应所产生的电子转移到活性金属Co、Ni上,同时金属Co、Ni因非SPR效应,受光激发发生带间电子跃迁,于是两种不同来源的电子形成协同增强效应,使得催化剂的光催化放氢活性大幅提升。(2)基于特定金属的非SPR效应,首先采用氨基硅烷修饰在可见区没有光吸收的SiO_2、TiO_2和TiO_2-SiO_2,形成NH_2功能化载体,然后负载具有非SPR效应的双金属CoPd纳米粒子,最后系统研究了负载型催化剂光催化HCOOH的放氢性能。结果表明,与暗反应相比,所有催化剂的光反应活性都有所提高,说明CoPd的非SPR效应的确对光催化放氢有促进作用。另外,在所有催化剂中,TiO_2-SiO_2负载的CoPd催化剂具有最高活性,其TOF为888.9 h~(-1)。一系列对比实验表明,催化过程中,NH_2能够吸附和活化HCOOH分子;当SiO_2与TiO_2复合后,可见光的利用率更高,这些有利因素最终促使了HCOOH的高效催化放氢。(3)基于半导体的复合能够改变能带结构的特性,首先合成一系列TiO_2-CeO_2复合半导体,然后负载双金属CoPd纳米粒子,最后系统研究了负载型催化剂光催化HCOOH的放氢性能。结果表明,在可见光照射下,相较于单一CeO_2和TiO_2为载体的催化剂,以复合半导体TiO_2-CeO_2为载体的催化剂光催化放氢活性都有所提升。当CeO_2的量为5 wt%时,催化剂活性最高,其TOF值为637.1 h~(-1)。另外,光谱表征结果显示,TiO_2与CeO_2复合后,它们的能带结构发生明显改变,带隙从3.01 eV减小到2.16 eV,这样的改变最终促使了HCOOH的高效光催化放氢。(本文来源于《内蒙古大学》期刊2019-06-03）
宋瑾[2]（2019）在《金属基纳米光催化材料的设计合成及其在可见光催化小分子放氢中的应用研究》一文中研究指出甲酸(HCOOH)和硼烷氨(NH_3BH_3)分别含有4.4 wt%与19.6 wt%的氢,而且运输方便,是有前景的两种化学储氢材料。然而这两种储氢材料在放氢过程中存在共性问题,即含廉价过渡金属的催化剂活性低且反应机制不明确。本论文针对这些科学问题,把可见光催化与光热催化方法引入NH_3BH_3和HCOOH的放氢体系中,系统研究了新型光催化剂的产氢性能、构效关系与产氢机制,主要结果如下:(1)从调控并提高非贵金属催化剂中活性组分电子密度,能够提高其催化性能的角度出发,合成了一系列类半导体金属有机框架(MOFs)负载的Co和Ni纳米催化剂,并研究了它们光催化NH_3BH_3的放氢性能与反应机理。结果表明,所有催化剂的可见光催化产氢活性都有很大提高,其中Co/MIL-101(Cr)-NH_2具有最高活性,TOF值为117.7 min~(-1),这是当时报道的非贵金属催化剂中活性最高的。该类型光催化剂活性提高是由光活性MOFs与具有非等离子体共振(SPR)效应的Co和Ni纳米粒子之间的电子协同效应引起的。另外,捕获实验进一步证实了提高催化剂上电子密度的确能够提高其催化产氢活性。(2)从调控半导体的组成与能带结构,能够提高其光催化性能的角度出发,合成了V/O比例不同的V_2O_5、VO_2和V_2O_3,并在不同温度下H_2处理V_2O_5,得到了窄带隙且富含氧缺陷的叁种V_2O_5纳米片,然后以它们为载体合成了一系列负载Co和Ni的纳米催化剂,最后系统研究了它们光催化NH_3BH_3的放氢性能与反应机理。结果表明,所有催化剂在可见光驱动下催化产氢活性都有很大提高,其中一种多孔富氧缺陷V_2O_5负载的Co催化剂具有最高活性,TOF值为120.4min~(-1),这是当时报道的非贵金属催化剂中活性最高的。一系列结构表征证明,V_2O_5的多孔、富氧缺陷和纳米片结构是催化剂具有高产氢活性的原因。另外,实验发现光催化过程中的光生电子、空穴与羟基自由基可以促进产氢反应的进行,基于此提出了光催化NH_3BH_3产氢的新型反应机理。(3)从调控半导体的组成与形貌,能够提高其光催化性能的角度出发,合成了叁种Ni/P比例不同的Ni_2P、Ni_(12)P_5和Ni_3P和两种不同形貌的Ni_2P,系统探究了它们作为单一组分催化剂光催化NH_3BH_3的放氢性能与放氢机制。结果表明,所有催化剂在可见光照射下的活性均高于在黑暗条件下的活性,Ni_2P具有最高的光催化活性,光催化下磷化镍活性增强归因于光生电子和来自光生空穴氧化氢氧根离子生成的羟基自由基的协同效应。另外,具有小尺寸纳米粒子状的Ni_2P比大尺寸纳米粒子状和纳米花状的Ni_2P具有更高活性,其TOF值为124.2 min~(-1)。(4)从光热协同催化能够提高催化反应效率的角度出发,合成了一系列组成与结构可调且含NH_2的类半导体MOFs负载的Pd基多金属纳米催化剂,并系统研究了它们在可见光照射下光热催化HCOOH的放氢性能。结果表明,MIL101(Cr)-NH_2负载的叁金属AuPdCo纳米催化剂具有最高的产氢活性,其TOF值达2400 h~(-1)。一系列对比实验表明,催化过程中热催化与半导体的光催化有机协同起来了,多金属纳米粒子中活性Pd上电子密度得到了提高,且MOFs中的NH_2促进了HCOOH分子的活化,这些因素最终促使了HCOOH的高效产氢。(本文来源于《内蒙古大学》期刊2019-05-26）
曹文晓,吴成娟,雷涛,杨修龙,陈彬[3]（2018）在《吖啶和钴肟配合物协同光催化苯乙烯放氢二聚反应构筑1,2-二氢-1-芳基萘（英文）》一文中研究指出芳基二氢萘类衍生物是许多生物活性的天然产物以及药物的常见结构单元,其合成一直都受到化学家们的关注.传统的1,2-二氢-1-芳基萘骨架化合物的构筑大都需要进行底物的预官能团化,在高温条件下进行,且产物的选择性较差,因此发展一种简单温和的制备方法很有必要.最近兴起的可见光催化因具有条件温和、环境友好等特点而成为了合成化学家的研究热点.近期研究发现,在可见光作用下利用吖啶光敏剂的强氧化能力,可以实现苯乙烯的加成.但此类反应需要当量的氧化剂或氢原子转移试剂,容易导致苯乙烯的二聚环合产物的进一步氧化或还原.我们在前期发展的"放氢交叉偶联"反应的基础上,利用吖啶光催化和钴肟催化的协同作用,实现了苯乙烯的放氢二聚反应,在室温下高效构筑了1,2-二氢-1-芳基萘骨架,反应条件温和,底物脱除的电子和质子在钴肟催化剂作用下以氢气的形式释放,反应具有中等及以上的收率.本文以苯乙烯为模型底物,吖啶为光敏剂,钴肟配合物为质子还原催化剂,在乙腈溶剂中,蓝色LED灯下光照24 h可以获得56%的产率,对于其它的光敏剂如fac-Ⅰr(ppy)3等则不能催化该反应.通过催化剂种类及用量筛选表明,7 mol%的Co(dmgH_2)pyCl配合物具有最好的反应效果,可以获得72%的收率.控制实验表明,光敏剂、钴肟催化剂和光照都是必须的.通过底物拓展我们发现,烷基、卤素等不同取代基的苯乙烯类化合物均可以获得较好的收率,不同苯乙烯之间也可以发生交叉反应.随后,我们进一步通过光谱和中间体捕获实验对反应机理进行了研究.自由基捕获实验说明反应过程可能涉及自由基历程;光谱淬灭实验表明苯乙烯和Co(dmgH_2)pyCl均可淬灭吖啶的发光,但苯乙烯淬灭吖啶的程度远大于Co(dmgH_2)pyCl淬灭吖啶的程度.在反应时苯乙烯的浓度远大于催化剂的溶度,因此,我们认为激发态吖啶首先与苯乙烯发生反应;可见光照射反应体系1 min后在440–500和550–650 nm处观察到明显的Co~Ⅱ和Co~Ⅰ的吸收峰.基于以上实验结果,我们提出了可能的催化循环:吖啶受光激发到达激发态后,首先与底物苯乙烯发生单电子转移生成苯乙烯正离子自由基和吖啶阴离子自由基Acr~·-Mes,Acr~·-Mes还原Co(dmgH_2)pyCl生成Co ~Ⅱ中间体,从而回到基态完成光催化循环.苯乙烯正离子自由基与另一分子苯乙烯加成环合,进而通过芳构化生成自由基中间体,再与Co Ⅱ作用生成目标产物1,2-二氢-1-芳基萘和Co~Ⅰ,Co~Ⅰ通过结合体系中的质子进而释放出氢气回到Co~ Ⅲ从而完成钴肟催化循环.(本文来源于《催化学报》期刊2018年07期）
瞿辉[4]（2018）在《镁基储氢材料放氢性能的限域-催化协同效应及机理研究》一文中研究指出实现氢能的安全、高效利用对解决当前世界面临的环境污染、能源枯竭等问题具有重要意义。然而,氢气易燃易爆易扩散的特性给其存储和大规模应用带来了诸多困难。以氢化镁(MgH2)为介质的固态储氢材料因储氢量大、成本低、来源广、使用安全等优点而成为当前研究较热的储氢材料之一,但其高热稳定性以及较差的动力学性能致使其放氢温度偏高、放氢速率缓慢,进而限制了其实际应用。本论文采用高能球磨技术将MgH2、碳材料、过渡金属或其化合物均匀混合,利用碳材料的限域效应以及过渡金属或其化合物的催化效应,对镁基储氢材料的放氢性能进行限域-催化协同改性,并结合理论计算对其改性机制进行探究,具体研究结论如下:(1)碳材料(石墨烯、石墨)掺杂可有效抑制球磨过程中MgH2颗粒的团聚,使其颗粒大小均匀,附着在MgH2颗粒表面的碳材料对MgH2起到结构限域作用,促使其放氢温度降低、放氢速率加快;过渡金属或其化合物(镍、氯化镍、氟化镍、酞菁镍)掺杂对MgH2放氢起到催化作用,同样使MgH2初始放氢温度降低,放氢速率加快。(2)将碳材料与过渡金属或其化合物复合掺杂,可将碳材料的限域效应与过渡金属或其化合物的催化效应综合利用,实现对MgH2放氢性能的协同改性,进一步改善MgH2的放氢性能;此外,碳材料与过渡金属或其化合物的掺杂顺序对MgH2放氢性能也具有一定影响,如将镍和石墨烯分序掺杂于MgH2,先添加的镍可部分固溶于MgH2晶格,导致其晶格变形,结构稳定性降低;而后添加的石墨烯与剩余的镍对MgH2起到限域催化协同作用,从而显着提高MgH2的放氢性能。(3)第一性原理计算表明,碳材料与过渡金属及其化合物掺杂致使MgH2放氢性能改善的本质原因在于MgH2与掺杂物的界面间存在电荷转移,使得MgH2微观结构产生不同程度的变形,进而削弱了 Mg-H键强,最终促使MgH2放氢反应焓及活化能均降低。(本文来源于《长沙理工大学》期刊2018-06-11）
杜建平[5]（2018）在《可见光响应型非贵金属纳米材料的设计合成及其在催化硼烷氨放氢中的应用》一文中研究指出氢气因其热值高、燃烧无污染等特点,被视为理想的替代能源之一,而开发新型储氢材料并探索温和条件下氢的高效释放是解决氢能利用的关键。硼烷氨(NH_3BH_3)具有高的含氢量(19.6 wt%),是一种具有应用前景的储氢材料。与能够催化NH_3BH_3水解放氢的贵金属催化剂相比,非贵金属催化剂的活性低,达不到应用要求。在催化NH_3BH_3水解放氢反应(NH_3BH_3+2H_2O?NH_4BO_2+3H_2)中,由于还原反应占主导,那么提高催化剂中活性中心的电子密度便能够提高其放氢活性,而光催化是实现该设计的有效途径之一。基于此,本论文从调控催化剂中活性金属纳米颗粒的电子密度角度出发,设计合成了叁类含有可见光响应载体的非贵金属纳米催化剂,并系统考察了其光催化NH_3BH_3的放氢性能,得到如下主要结果:(1)利用具有表面等离子体共振(SPR)效应的金属(如Cu)颗粒在特定波段的光激发下能够产生自由电子的特性,设计合成了四种不同形貌的金属Cu颗粒(立方体、八面体、十二面体和球体),并以其为载体构筑了一系列Co和Ni催化剂,研究了催化剂在室温下光催化NH_3BH_3的放氢性能。结果表明,在可见光照射下,催化剂中电子从Cu向催化活性中心Co、Ni转移,使得催化剂的放氢活性大幅提高,其中Co/Cu催化剂的转化频率(TOF)达到83.3-176.5 min~(-1)。另外,Cu颗粒的不同形貌导致催化剂具有不同的催化活性,其中基于立方体Cu的催化剂活性最高,而基于十二面体Cu的催化剂活性最低。(2)利用石墨烯良好的导电特性,设计合成了Cu纳米颗粒沉积于还原氧化石墨烯(rGO)上的载体Cu-rGO和相应的负载型Co、Ni催化剂,并研究了催化剂在室温下光催化NH_3BH_3的放氢性能。结果表明,rGO抑制了Cu纳米颗粒表面的光生电子与空穴的复合,进而大幅提高了Cu纳米颗粒的光生电子利用效率和催化剂的放氢活性,其中Co/Cu-rGO的TOF值达到了280.1 min~(-1)。当向rGO表面引入绝缘体SiO_2,构造电子传输通道后,催化剂Co/Cu-rGO-SiO_2的活性大幅提升,其TOF值达到407.1 min~(-1),这是目前报道的非贵金属催化剂活性的最高值。另外,催化剂在单波长可见光照射下的性能研究表明,催化剂在550 nm光照下的活性最高,这证实了催化剂的活性提升是由Cu纳米颗粒的表面等离子共振效应引起的。(3)利用不同能带结构的半导体影响其光催化性能和石墨烯能够提高半导体的载流子分离效率的特性,设计合成了禁带宽度不同的半导体氮化碳(C_3N_4)与rGO的复合载体C_3N_4-rGO和相应的负载型Co催化剂,并研究了催化剂在室温下光催化NH_3BH_3的放氢性能。结果表明,与仅以C_3N_4为载体的催化剂相比,以C_3N_4-rGO为载体的催化剂活性大幅提升,当复合载体中C_3N_4与rGO的质量比为2:1时,催化剂活性最高,其TOF值达到208.6 min~(-1)。(本文来源于《内蒙古大学》期刊2018-06-01）
郑艺文[6]（2017）在《光催化芳烃C-H键官能团化：放氢交叉偶联构筑芳烃C-O/C-N键》一文中研究指出芳烃化学在有机化学和化学工业中占据着非常重要的地位,直接由芳烃C-H键进行官能团化赋予芳烃各种各样的结构和化学性质,因此发展芳烃C-H键官能团化有着重大的意义。但是如何以步骤经济、原子经济、条件温和以及环境友好的绿色化学策略实现高效、高选择性的芳烃C-H键官能团化存在着巨大挑战。从这个角度上讲,光催化放氢交叉偶联反应为芳烃C-H键绿色官能团化提供了一种新的思路。光催化放氢交叉偶联反应可以直接由两种C-H键或C-H键与X-H键脱除两个氢原子实现C-C键和C-X键的构筑,反应无需加入牺牲性氧化剂,在室温下进行,反应的唯一副产物为氢气。本论文利用光催化放氢交叉偶联的合成策略研究芳烃C-H键与O-H键和N-H键直接偶联,高效、高选择性地构筑芳烃C-O键和C-N键,同时产生等当量氢气。取得以下创新性结果:一、利用光催化放氢交叉偶联策略实现苯和H2P反应一步合成苯酚,反应的唯一副产物为氢气。无需加入牺牲性氧化剂,反应在常温常压下进行,苯的转化率可达90%,苯酚的产率为90%,反应的选择性为100%。实现了该反应的克级反应,同时实现了其他芳烃的直接羟基化。二、利用光催化放氢交叉偶联策略实现芳烃C-H键与醇O-H键的直接偶联构筑芳烃C-O键,反应的唯一副产物为等当量的H2。反应适用于各种烷基醇,同时各种取代的芳烃也适用于该反应。利用这个策略由苯出发经叁步反应实现了局部麻醉药物丁托西卡因的从头合成。除此之外,该策略也适用于苯丙醇类化合物的分子内环化,合成色满及其衍生物。叁、利用光催化放氢交叉偶联策略在无导向基团存在下实现芳烃C-H键与碳酰胺N-H键的直接放氢交叉偶联构筑芳烃C-N键。反应在常温常压下进行,实现了苯与各种烷基酰胺和芳基酰胺的直接偶联。该反应适用于各种取代的芳烃。利用该放氢交叉偶联策略,可以实现苯甲酰胺类化合物的区域选择性酰胺化,利用该区域选择酰胺化,从简单易得的苯甲酰胺出发合成了药物和天然产物中的关键骨架2-苯基喹唑啉-4-酮。四、利用光催化放氢交叉偶联策略实现苯与NH3反应一步合成苯胺。使用当量的氨气,以廉价的1-甲基喹啉盐、醋酸钴、丁二酮肟和叁氟化硼为催化体系,常温差压下光照反应,苯的转化率可达41%,苯胺的产率为37%,反应的选择性为90%,反应的唯一副产物为等当量的H2。(本文来源于《山东大学》期刊2017-11-23）
郑艺文,耶攀,陈彬,冯科,吴骊珠[7]（2017）在《光催化交叉偶联放氢反应:苯C-H键烷氧基化》一文中研究指出芳基醚是许多药物以及天然产物的重要结构单元,传统合成方法需要先将芳烃卤代后再与醇反应,步骤繁琐~([1])。本研究中我们利用光催化和钴催化相结合的方法~([2]),在室温下实现了由芳烃和醇一步合成芳基醚,该反应无需外加氧化剂,唯一副产物为氢气。利用该方法同样可由苯丙醇及其衍生物环化合成一系列色满衍生物。我们进一步将该合成策略应用于药物的合成,以苯为起始原料利用该双催化体系经叁步反应合成得到局部麻醉药丁托西卡因~([3])。(本文来源于《第十五届全国光化学学术讨论会会议论文集》期刊2017-08-21）
刘鹏龙[8]（2017）在《可见光响应型金属纳米催化剂的设计合成及其在催化储氢材料放氢中的应用》一文中研究指出随着化石资源日渐枯竭,利用高效的能源科学与技术,开发"绿色燃料"具有重要意义,而氢是应对目前能源危机和环境污染问题的理想替代能源之一。在以氢为基础的能源体系中,开发便于运输和贮存的高性能储氢材料并探索节能条件下氢的高效释放是未来实现"氢能经济"的关键。甲酸(HCOOH)和硼烷氨(NH3BH3)分别含有4.4 wt%和19.6 wt%的氢,是有广阔应用前景的化学储氢材料。针对这两种储氢材料放氢过程中存在的关键共性科学问题,即催化剂活性低、催化剂昂贵,本论文根据光催化的方式能够提高催化剂活性的原理,通过引入具有表面等离子体共振(SPR)效应的非活性金属、调控半导体载体的微结构、利用非贵金属(Fe、Co、Ni)纳米粒子的光热效应,设计合成了一系列可见光响应的负载型金属纳米催化剂,并系统研究了催化剂以太阳光为驱动力催化分解HCOOH和NH3BH3的放氢性能。主要结果如下:(1)利用具有SPR效应的特定金属如Au在光激发下能够产生自由电子的特性,设计合成了一系列氧化石墨烯(GO)负载的双金属AuPd纳米催化剂,并研究了其室温光催化分解HCOOH的放氢性能。结果表明,催化剂中AuPd纳米粒子以合金形式存在,可见光照射下Au上的电子能够有效转移到Pd的表面,这使得AuPd合金催化剂中Pd的固有室温放氢活性显着增强,其中Au1Pd2/GO的转换频率(TOF)达954.2 h-1。此外,调整入射光的波长范围和强度可以调控催化剂的放氢活性,随着波长范围的扩大和光强增强,催化剂的放氢活性明显提高。(2)利用半导体结构决定相应催化剂光催化性能的特点,设计合成了微结不同的多孔半导体氮化碳(C3N4),以它们为载体制备了一系列廉价过渡金属(Co、Ni)纳米催化剂,并研究了催化剂在可见光照射下室温催化分解NH3BH3放氢性能。结果表明,通过控制含氮小分子母体的结构和比例,实现了少片多孔氮化碳微结构的可控合成,进而调控了它们的光响应特性和相应催化剂可见光催化放氢活性。其中,Co基催化剂的最高TOF达到111.1 min-1,是目报道的室温催化分解NH3BH3放氢中最高的。改变入射光的波长范围和强度可调控催化剂的光催化放氢活性,说明可见光照射的确可以提高催化剂中廉价属纳米粒子表面的电子密度,进而提高其催化放氢活性。另外,催化剂具有的放氢循环稳定性。(3)利用特定金属纳米粒子的光热效应、金属有机框架(MOF)与金属纳米子的相互作用,设计合成了一系列MIL-53负载的廉价过渡金属(Fe、Co、N纳米催化剂,并研究了它们光热催化分解NH3BH3的放氢性能。结果表明,催剂在光热条件下的放氢活性大幅增加,这说明在光热条件下光电子参与并促了催化放氢反应,其中Co/MIL-53和Ni/MIL-53催化剂的光热催化活性比相温度下的暗催化活性分别提高了 0.73倍和1.94倍,它们的TOF分别达到257.min-1 和 529.4 min-1。(本文来源于《内蒙古大学》期刊2017-06-11）
李明凤[9]（2016）在《基于镍的金属有机材料构筑及光催化放氢研究》一文中研究指出金属-有机材料(简称为MOMs)同时结合了无机金属离子及有机配体的优势,通过配位自组装形成不同空间构型以及维度的超分子结构,并可以对其结构进行调整,比如通过预合成或者后修饰的方法进行功能化,是学习酶催化过程的重要模型。另外,MOMs能够通过培养单晶的方式,以及通过X射线单晶衍射获得其明确的结构,这无疑对于研究反应机理尚不清晰的金属酶有重大的意义。因此文中将具有生物相关性的金属镍引入到金属有机材料中,用于模拟自然界中的光合作用,实现了光致产氢。利用间苯二甲醛或者对苯二甲醛与2-肼基吡啶通过席夫碱反应得到的两例双两齿配体LM和LP,含有多个氮配位点,通过改变配位阴离子以及调控配位环境来获得不同的产物,分别与镍自组装形成叁例Ni-LMH([6+6])、Ni-LMT([3+3])、Ni-LPD([2+2])的金属有机环状化合物。荧光素为光敏剂,叁乙胺为电子牺牲剂,分别以Ni-LMT、Ni-LPD的金属有机环状化合物为催化剂,构筑叁元体系,模拟自然界中的催化中心,实现了光致产氢。通过调节体系条件,实现高效稳定的光催化放氢体系,Ni-LMT催化转化率(TON值)最高达2600,Ni-LPD催化转化率最高达3100。对于Ni-LPD由于配体空间上处在相互平行的位置能够通过π-π堆积作用以及静电作用实现对荧光素分子的包合,形成准分子结构,在催化效率上要高于叁元环结构。通过与设计合成的单核结构对比,也从一定程度上证实了二元环结构与荧光素分子的结合。以配位自组装成功地将具有偶氮结构的配体与金属镍配位得到了一例叁维结构的金属有机框架Ni-DPA,由于偶氮结构的引入降低了镍的氧化还原电位,提高了还原质子的能力。在以叁乙胺为电子牺牲剂,荧光素为光敏剂,Ni-DPA为催化剂组成的叁元非均相体系中,实现了光致产氢。由于框架结构自身具有的大的表面积以及多孔的特性,通过荧光滴定证实了,荧光素能够附着在Ni-DPA上,加速体系中的电子传递,有利于催化反应的进行,催化转化率最高达到118。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-05-31）
范萍[10]（2016）在《Ce-Ti-Al合金对NaAlH_4吸放氢反应的协同催化作用研究》一文中研究指出NaAlH4配位氢化物具有储氢量高、吸放氢条件相对温和的优点,是最受关注的配位氢化物之一。但无催化剂情况的粗晶NaAlH4分解速度慢,且可逆吸氢需要较高氢压。研究发现添加催化剂可以提高其吸放氢性能,因此寻找合适的催化剂对NaAlH4进行改性,是对NaAlH4储氢材料研究的一个重要方面。另外,加工工艺对催化剂性能的发挥有重要影响,寻找有利于催化剂性能发挥的工艺也是重要研究内容。本文首先研究TiAl3和CeAl4分别与Al反应物的耦合对NaAlH4吸放氢反应的催化问题。实验发现,TiAl3和CeAl4分别与A1进行烧结预处理利于原位球磨合成NaAlH4,还可以有效提高TiAl3和CeAl4的催化效果。其中掺杂TiAl3的NaAlH4体系储氢量较高,掺杂CeAl4的NaAlH4体系具有更快的脱氢动力学性能,可能与Ce的4f电子结构有关,还可能与CeAl4合金含Al多、熔点较低有关。本文第二个实验对制备NaAlH4的原材料进行了探索。发现在相同的原位球磨条件下,以金属Na为原材料所合成的NaAlH4比以NaH为原料情况具有更好的储氢性能：1)具有更高的可逆吸放氢容量；2)具有更好的放氢速率；3)具有更好的吸放氢循环稳定性。这可能是因为单质Na的活性更高；也可能是由于Na和Al同为金属,两者的亲和关系更好等。第叁,研究CeTi2Al2o-TiAl3-Al目互耦合,对NaAlH4吸放氢的影响。通过对Ce-5Ti-120Al的熔炼和退火,得到CeTi2Al2o-TiAl3-Al复合体系,各组成物相间通过界面形成相互耦合：再在高压氢气氛下与不同比例的Na进行原位球磨制备NaAlH4。研究发现,将熔炼和退火后的CeTi2Al12。合金与Na分别按照1：91摩尔比球磨所得产物中的NaAlH4产率,比1：120情况明显更高,这是因为CeTi2Al120合金中的CeTi2A120和TiAl3只充当催化剂。但如果将CeThAl20, TiAl3,和Al按1：3：91简单混合后与Na原位反应球磨,所得产物的储氢性能比经过预熔炼情况差。另外,有耦合情况下,基于CeTi2Al20-TiAl3-Al复合体系样品的吸放氢动力学性能比基于CeTi2Al20-Al样品的复合体系好。这些实验说明形成耦合对CeTi2Al20和TiAl3的催化效果有促进,而CeTi2Al20和T1Al3可以对NaAlH4吸放氢反应有协同催化效果。本文最后对CeAl4-NaAlH4体系和CeTi2Al20-TiAl3-NaAlH4体系的脱氢动力学性能进行对比研究,这两个体系动力学性能在我们实验中表现最为突出。这里采用多重速率DSC实验研究球磨所得样品和恒温氢化后的样品的脱氢激活能,并通过XRD研究相应物相的品粒尺寸。发现球磨后CeTi2Al20-TiAl3-NaAlH4体系第一、第二步反应的分解激活能分别为72.55kJ·mol-1和73.42kJ·mol-1; CeAl4-NaAlH4体系的则为更高的值(146.64kJ·mol-1和105.06kJ·mol-1).而氢化后的两个样品的两步分解激活能都分别提高,通过XRD实验发现这与氢化后样品晶粒增大有关。相比之下,CeTi2Al20-TiAl3-NaAlH4体系的晶粒更不容易长大。这说明了球磨有利于细化反应物颗粒大小,使得催化剂与反应物的接触增加；而采用合适的催化剂也可以促进形核而延缓反应物的颗粒长大。(本文来源于《广西大学》期刊2016-05-21）
催化放氢论文开题报告
（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：
甲酸(HCOOH)和硼烷氨(NH_3BH_3)分别含有4.4 wt%与19.6 wt%的氢,而且运输方便,是有前景的两种化学储氢材料。然而这两种储氢材料在放氢过程中存在共性问题,即含廉价过渡金属的催化剂活性低且反应机制不明确。本论文针对这些科学问题,把可见光催化与光热催化方法引入NH_3BH_3和HCOOH的放氢体系中,系统研究了新型光催化剂的产氢性能、构效关系与产氢机制,主要结果如下:(1)从调控并提高非贵金属催化剂中活性组分电子密度,能够提高其催化性能的角度出发,合成了一系列类半导体金属有机框架(MOFs)负载的Co和Ni纳米催化剂,并研究了它们光催化NH_3BH_3的放氢性能与反应机理。结果表明,所有催化剂的可见光催化产氢活性都有很大提高,其中Co/MIL-101(Cr)-NH_2具有最高活性,TOF值为117.7 min~(-1),这是当时报道的非贵金属催化剂中活性最高的。该类型光催化剂活性提高是由光活性MOFs与具有非等离子体共振(SPR)效应的Co和Ni纳米粒子之间的电子协同效应引起的。另外,捕获实验进一步证实了提高催化剂上电子密度的确能够提高其催化产氢活性。(2)从调控半导体的组成与能带结构,能够提高其光催化性能的角度出发,合成了V/O比例不同的V_2O_5、VO_2和V_2O_3,并在不同温度下H_2处理V_2O_5,得到了窄带隙且富含氧缺陷的叁种V_2O_5纳米片,然后以它们为载体合成了一系列负载Co和Ni的纳米催化剂,最后系统研究了它们光催化NH_3BH_3的放氢性能与反应机理。结果表明,所有催化剂在可见光驱动下催化产氢活性都有很大提高,其中一种多孔富氧缺陷V_2O_5负载的Co催化剂具有最高活性,TOF值为120.4min~(-1),这是当时报道的非贵金属催化剂中活性最高的。一系列结构表征证明,V_2O_5的多孔、富氧缺陷和纳米片结构是催化剂具有高产氢活性的原因。另外,实验发现光催化过程中的光生电子、空穴与羟基自由基可以促进产氢反应的进行,基于此提出了光催化NH_3BH_3产氢的新型反应机理。(3)从调控半导体的组成与形貌,能够提高其光催化性能的角度出发,合成了叁种Ni/P比例不同的Ni_2P、Ni_(12)P_5和Ni_3P和两种不同形貌的Ni_2P,系统探究了它们作为单一组分催化剂光催化NH_3BH_3的放氢性能与放氢机制。结果表明,所有催化剂在可见光照射下的活性均高于在黑暗条件下的活性,Ni_2P具有最高的光催化活性,光催化下磷化镍活性增强归因于光生电子和来自光生空穴氧化氢氧根离子生成的羟基自由基的协同效应。另外,具有小尺寸纳米粒子状的Ni_2P比大尺寸纳米粒子状和纳米花状的Ni_2P具有更高活性,其TOF值为124.2 min~(-1)。(4)从光热协同催化能够提高催化反应效率的角度出发,合成了一系列组成与结构可调且含NH_2的类半导体MOFs负载的Pd基多金属纳米催化剂,并系统研究了它们在可见光照射下光热催化HCOOH的放氢性能。结果表明,MIL101(Cr)-NH_2负载的叁金属AuPdCo纳米催化剂具有最高的产氢活性,其TOF值达2400 h~(-1)。一系列对比实验表明,催化过程中热催化与半导体的光催化有机协同起来了,多金属纳米粒子中活性Pd上电子密度得到了提高,且MOFs中的NH_2促进了HCOOH分子的活化,这些因素最终促使了HCOOH的高效产氢。
（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。
催化放氢论文参考文献
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