CMK-3负载高分散Ni纳米团簇催化CO2甲烷化任务书

 2021-09-25 08:09

1. 毕业设计(论文)主要内容:

化石燃料的燃烧产生了大量的CO2,它是一种温室气体,会造成严重的环境问题。利用H2作为还原剂,将CO2转化成CH4是一个可行的途径。从当前国际上的研究来看,过渡族金属Ni、Co、Ru、Rh、Pd等均具有较高的甲烷选择性,能够有效催化CO2甲烷化。其中 Ni因其廉价和高效的CO2转化而被广泛应用于CO2甲烷化。

目前存在的一个问题是CO2具有较高的化学稳定性,需要在高温下才能活化。高的反应温度会导致活性中心(Ni)的团聚,从而导致催化剂的失活。而将Ni的纳米颗粒装载到介孔材料的孔道中,可以限制颗粒的团聚。CMK-3具有规则的孔道结构,比表面积大,是一种优良的有序介孔碳材料。

本课题以CMK-3作为载体,将Ni均匀分散在其纳米孔道中,旨在获得具有良好稳定性的Ni@CMK-3催化剂。并通过对CMK-3表面改性,使得CMK-3具有更好的的CO2吸附和活化能力,增强CO2甲烷化的低温催化活性。

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

主要任务:

1.文献调研,了解CO2甲烷化国内外的研究进展,尤其是低温的CO2甲烷化,了解选题与社会、健康、安全、成本以及环境等因素的关系;

2.采用浸渍法制备Ni@CMK-3催化剂;

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1—3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译;整理资料,在任务书的基础上,明确研究内容,设计研究方案,确定实验技术路线,了解研究所需原料、仪器和设备,了解相关的结构和性能的测试方法;完成开题报告;

第4—9周:完成Ni@CMK-3的制备与结构表征;

第9—11周:测试并分析Ni@CMK-3的催化性能;

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4. 主要参考文献

1. Kattel, S. et al. Tuning Selectivity of CO2 Hydrogenation Reactions at the Metal/Oxide Interface. Journal of the American Chemical Society 139, 9739 (2017).

2. Romero-Sáez, M. et al. CO2 methanation over nickel-ZrO2 catalyst supported on carbon nanotubes: A comparison between two impregnation strategies. Applied Catalysis B: Environmental 237, 817–825 (2018).

3. Zhao, C. et al. Synthesis and facile size control of well-dispersed cobalt nanoparticles supported on ordered mesoporous carbon. J. Mater. Chem. A 2, 19903–19913 (2014).

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