多功能负载型纳米镍催化剂的制备、表征及其催化性能的研究

摘要

对氨基苯酚（4-AP）作为一种重要的中间体，被广泛应用于合成止痛剂、解热药物、润滑剂和染料等领域。而对硝基苯酚(4-NP)是一种常见的有机污染物，一般存在于工业废水和农业废水中。催化降解4-NP成4-AP是一种环境友好且能变废为宝的方法，而寻找合适的催化剂成为了实现这一环境友好方法的主要因素，引起了科研工作者的广泛关注。因此，很多高效的方法被用来还原4-NP生成4-AP，例如在强酸性或者过渡金属粒子存在下通过加氢反应催化还原4-NP。然而，在过去的二十年中，由于过渡金属催化还原4-NP副产物较少，对环境污染较小，已得到了科研工作者的广泛关注。随着纳米技术的迅速发展，Au，Ag，Pd，Pt，Cu，Co和Ni等过渡金属纳米粒子被广泛应用于催化还原对硝基苯酚并表现出较高的催化活性。因此，如何提高过渡金属催化剂的催化性能成为了研究的热点。
　　本论文设计了一种新型的方法合成了粒径均匀、高分散的Ni/rGO纳米复合材料，以rGO为载体，一步水热法合成Ni/rGO前驱体，600℃下在5％H2/N2中煅烧还原合成了Ni/rGO纳米复合材料。Ni纳米粒子的成功负载使Ni/rGO纳米复合材料具有较好的磁学性能和催化活性。随后在NaBH4溶液中还原HAuCl4成功的将Au NPs负载在Ni/rGO。同Ni/rGO纳米复合材料相比，合成的Ni/rGO@Au纳米复合材料对4-NP具有极高的催化活性，利用外加磁场，催化剂可以被循环使用，经过8次循环，催化剂的活性没有没有下降。结果表明，合成的Ni/rGO@Au纳米复合材料具有高效的催化活性、较好的稳定性和循环性。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 催化降解4-NP的概述

1．2．1 催化降解4-NP的机理

1．2．2 常见的贵金属催化剂

1．3 纳米催化剂载体的研究现状

1．3．1 催化剂载体的选择

1．3．2 常见的负载型催化剂

1．4 纳米镍催化剂的研究现状

1．4．1 纳米镍催化剂的优点

1．4．2 纳米镍催化剂的合成方法

1．5 影响负载型金属纳米催化剂催化性能的因素

1．6 本论文的选题背景和研究工作

1．6．1 选题背景

1．6．2 研究内容

第2章 实验材料及表征方法

2．1 实验试剂与原料

2．2 实验仪器和表征方法

2．2．1 扫描电子显微镜(SEM)

2．2．2 透射电子显微镜(TEM)

2．2．3 X射线衍射仪(XRD)

2．2．4 X射线光电子能谱分析(XPS)

2．2．5 紫外吸收光谱(UV)

2．2．6 超导量子干涉仪(SQUID)

2．3 本章小结

第3章 Ni／rGO磁性纳米催化剂的制备及其在催化还原对硝基苯酚性能的研究

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 Ni／rGO@Au磁性纳米复合材料的制备

3．2．2 对硝基苯酚的催化还原实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 磁性纳米复合材料合成过程及催化机理的研究

3．3．2 XRD结果分析

3．3．3 SEM和TEM结果分析

3．3．4 磁滞回线结果分析

3．3．5 催化结果的讨论

3．4 本章小结

第4章 Ni／rGO@Au磁性纳米催化剂的制备及其在催化还原对硝基苯酚性能的研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．2 对硝基苯酚的催化还原实验

4．3 结果与讨论

4．3．1 磁性纳米复合材料合成过程

4．3．2 XRD结果分析

4．3．3 TEM结果分析

4．3．4 XPS结果分析

4．3．5 磁滞回线结果分析

4．3．6 Ni／rGO@Au催化NaBH4还原对硝基苯酚

本章小结

结论

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

声明

致谢