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1. 毕业设计（论文）的内容和要求
工业废气与汽车尾气中残余的甲烷对臭氧层的破坏十分严重，高温燃烧法去除甲烷的同时会产生CO、NOx等其它有害气体，由于甲烷十分稳定，C-H键的非催化活化需要很高的温度，所以低温催化甲烷氧化无疑是一个巨大的挑战。
其中催化燃烧是CH4 的处理方法之一 ，早期的研究集中在贵金属催化剂上，但贵金属受高成本、稀缺性以及反应温度（高温烧结）等缺陷而限制了其应用，之后研究者将研究方向放在了尖晶石、钙钛矿、混合氧化物等过渡金属氧化物上，过渡金属氧化物因其低廉的价格以及良好的催化活性，被认为是潜在的贵金属催化剂替代品。
本文的主要工作是研发ZnxNi1-xCo2O4 (x=0,0.25,0.5,0.75,1)尖晶石氧化物，通过使用Zn去取代四面体位点上的活性金属Ni，研究NiCo2O4 尖晶石氧化物的四面体活性位对甲烷催化反应活性的影响，同时该催化剂对催化甲烷低温氧化反应也有着非常好的效果。
2. 实验内容和要求
实验内容：先参考文献对NiCo2O4尖晶石催化剂制备条件进行优化，得到最佳的制备条件后制备ZnxNi1-xCo2O4 (x=0.25,0.5,0.75,1)尖晶石催化剂用于低浓度的甲烷燃烧反应，使用固定床反应器对催化剂活性进行测定，探究不同Zn含量尖晶石催化剂的活性差异，并进行重复性实验验证结果的可靠性，得到准确的活性结果后，对催化剂进行系列表征对反应结果进行解释说明。
具体如下：1. 尖晶石合成过程的条件优化：烘箱除水的最佳温度，马弗炉煅烧的最佳温度，投入原料的总量与溶剂的最佳比例，从而确定最合适的尖晶石制备条件。
2. 催化甲烷完全氧化反应：以1% CH4/Air(总流速为100 mL/min，CH4流速为 1 mL/min，Air流速为99 mL/min)作为反应气，探究不同Zn、Ni比例的尖晶石氧化物对催化活性的影响。
3. 参考文献
[1] Shuo Zhang, Xinbo Zhu, Chenghang Zheng, Daqing Hu, Jian Zhang, Xiang Gao, Study on Catalytic Soot Oxidation over Spinel Type ACo2O4 (A = Co, Ni, Cu, Zn) Catalysts, Aerosol and Air Quality Research, 17: 23172327, 2017. Doi: 10.4209/aaqr.2016.12.0564.
[2] Tae Hwan Lim, Su Bin Park, Ji Man Kim, Do Heui Kim, Ordered mesoporous MCo2O4 (M = Cu, Zn and Ni) spinel catalysts with high catalytic performance for methane combustion, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical 426 (2017) 6874. Doi: 10.1016/j.molcata.2016.11.002.
[3] P. Stelmachowski, G. Maniak, J. Kaczmarczyk, F. Zasada, W. Piskorz, A. Kotarba, Z. Sojka, Mg and Al substituted cobalt spinels as catalysts for low temperature deN2OEvidence for octahedral cobalt active sites, Applied Catalysis B: Environmental 146 (2014) 105111, Doi:10.1016/j.apcatb.2013.05.027.
4. 毕业设计（论文）计划
2021.01.16-2021.02.28 寒假，阅读文献了解实验背景2021.03.01-2021.03.15 催化剂制备条件的探究和优化2020.03.16-2020.03.31 催化剂制备及活性测试2020.04.01-2020.04.15 催化剂表征2020.04.16-2020.05.15 完成毕业论文以及答辩PPT
