铜钴氧化物的制备及其催化性能研究开题报告

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1、本科毕业设计（论文）开题报告题目:铜钻氧化物的制备及其催化性能研究课题类型:生姓名:学号:专业班级:学院:指导教师:时间:设计口实验研究♦论文口化学工程与工艺132班生物与化学工程学院2017/3/52017年3月5日一、毕业论文的内容及研究意义1.1研究内容木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

2、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，木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，

3、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人量的活化粒子來加速沉积过程。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、铜钻氧化物研究现状和发展趋势2.1概述2.1.1物理、化学性质氧化亚铜，红色或暗红色八面体立方晶系结晶性粉末。相对密度6.0,熔点

4、1235°C,在1800°C失去氧。不溶于水和醇，溶于盐酸、氯化鞍、氨水，微溶于硝酸，溶于盐酸牛成白色氯化亚铜结晶性粉末，能溶于浓碱、三氯化铁等溶液中。遇稀硫酸和稀硝酸生成铜盐，在空气中会迅速变蓝，在湿空气中逐渐氧化成黑色氧化铜。2.2.现阶段氧化亚铜形态分类介绍(2)正八面体(1)立方体(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

5、而体氧化亚铜有更高的光催化性能(6)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｝面上來降低其表面能,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+2出0-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°C条件

6、下油浴加热搅拌lh,10min后，用双通道注射泵以45ml/h速率同时将硝酸铜和聚乙烯毗咯烷酮(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毗咯烷酮，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⑷，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+2H2OfCu(OH)2(s)+2CH3COOH(

7、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馆水中配成0.02-0.2M-系列浓度的溶液,然后,取35ml溶液于50ml聚四氟乙烯水热釜屮，接着用水热法在200°CF加热l-36ho反应后，取样品过滤，用蒸憾水洗涤，在真空干燥箱中60°C下干燥8h。2.3.3无模板水热铜将lmmolCuSO4•5H2O加入40ml蒸谓水中形成均一溶液，然后相继加入4ml油酸和20ml无水乙醇(同时要充分搅拌)，当混合液加热到100°C时加入10ml

8、8mmol的NaOH溶液，5min后在蓝色悬浮液中加入30ml葡萄糖溶液，持续搅拌60min,逐渐出现砖红色。反应结束后，离心分离，用环己烷和乙醇洗涤数次后在60°C下真空干燥4ho2.3.4