铜基纳米燃烧催化剂的可控制备及催化性能研究的开题报告.docx

铜基纳米燃烧催化剂的可控制备及催化性能研究的开题报告
开题报告：
一、选题背景
纳米燃烧催化剂作为一种新型的催化剂，具有极佳的催化活性、高稳定性及出色的选择性，广泛应用于催化行业。铜基纳米燃烧催化剂以其较好的催化气相反应表现，已成为了催化材料研究的重要领域之一。
目前，铜基纳米燃烧催化剂的制备和性能研究一直是材料科学研究的热点，如何实现其可控制备以及优化其催化性能是当前研究的关键所在。
二、研究内容和意义
本文旨在通过文献调研、实验制备与分析、催化性能测试等手段，对铜基纳米燃烧催化剂的制备与催化性能进行研究。主要研究内容包括：
1.铜基纳米燃烧催化剂的可控制备。采用高温固相法、溶液法等不同方法制备铜基纳米燃烧催化剂，并通过SEM、TEM等手段分析其形貌和结构；
2.铜基纳米燃烧催化剂的催化性能研究。对以甲烷、一氧化碳等为反应前体的气相反应进行催化性能测试，并分析其反应动力学参数；
3.探究铜基纳米燃烧催化剂性能优化的途径。在可控制备的基础上，通过改变燃烧反应条件、添加助剂等手段优化催化剂的性能。
本研究的意义在于：
1.系统性掌握铜基纳米燃烧催化剂的制备与催化性能研究方法，为其进一步研究提供基础；
2.为气相反应催化剂的研究提供方法和技术支持，推动催化材料科学的发展；
3.该研究还为实现高效低碳排放的反应工艺提供了理论和技术支持。
三、研究计划
1.第一年
文献调研，确定铜基纳米燃烧催化剂的制备和性能测试方法；
采用不同方法制备铜基纳米燃烧催化剂，分析其形貌和结构；
对以甲烷为反应前体的气相反应进行催化性能测试。
2.第二年
探究铜基纳米燃烧催化剂性能优化的途径，通过添加助剂等手段优化催化剂的性能；
对一氧化碳等其他反应前体的气相反应进行催化性能测试；
对铜基纳米燃烧催化剂进行进一步的结构和性能分析。
3.第三年
对铜基纳米燃烧催化剂进行催化性能的系统优化；
深入探究催化反应动力学，为优化工艺提供理论依据；
撰写论文并完成毕业设计。
四、研究步骤与方法
1.铜基纳米燃烧催化剂的制备方法：高温固相法、溶液法等。
2.形貌和结构分析方法：SEM、TEM等。
3.催化反应性能测试方法：在固定床反应器中采用甲烷、一氧化碳等为反应前体的气相反应，并分析反应产物。
4.动力学分析方法：采用速率方程拟合及反应动力学参数计算等方法。
五、预期目标和成果
1.实现了铜基纳米燃烧催化剂的可控制备，探究了其结构与形貌的影响；
2.系统性研究铜基纳米燃烧催化剂的催化性能，并分析其反应动力学参数；
3.探究了铜基纳米燃烧催化剂性能优化的途径，提出了一些优化方案；
4.通过研究，对铜基纳米燃烧催化剂的制备与催化性能进行了深入探究，论文发表并完成毕业设计。
六、参考文献
1.Schaaf,P.;Reller,A.Nanoparticlesascatalystsintechnicalreactions.Curr.Opin.Solid.State.Mater..Sci1997,2,630-640.
2.Singh,M.;Tiwari,R.P.;Singh,M.P.;Kanaujia,P.K.;Singh,R.K.RecentAdvancesinCopper-basedCatalystsforEnvironmentalApplications-AReview.Crit.Rev.Environ.Sci.Technol.2010,40,597-698.
3.Zhang,L.;Guan,N.;Lou,X.W.FormationofCopperNanocrystalswithHigh-IndexFacetsinWater:TheRoleofChlorideIonsasaShapeControllerandSurfaceStabilizer.Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,10118-10122.
4.Fu,Q.;Yang,F.;Bao,X.H.DirectsynthesisofH2O2onPd-Ptbimetalliccatalysts:fromfundamentalmechanismtopracticalapplication.Chem.Soc.Rev.2014,43,6143-6177.