氮掺杂介孔碳负载FeCu双金属催化剂及其CO加氢性能研究的开题报告.docx

氮掺杂介孔碳负载FeCu双金属催化剂及其CO加氢性能研究的开题报告
一、研究背景及意义
随着我国经济的发展，对化学品和燃料的需求量不断增加，而传统石油资源日益枯竭，这就需要寻找可替代的烃类资源。CO加氢制合成气是一种可替代的方式，而催化剂是CO加氢合成气的关键。因此，寻找一种高效催化剂是非常重要的。
双金属催化剂具有高选择性、高催化活性、高稳定性等特点，因此引起了广泛的关注。近年来，多学科领域的研究表明，掺杂类催化剂具有制备简单、成本低、催化活性高等优点，其中氮掺杂介孔碳是一种具有广泛应用前景的新型催化材料。该材料具有较高的比表面积、较好的耐热性和稳定性、可减少CO的吸附能力，从而提高CO的加氢效率。然而，关于该材料在CO加氢反应中的表现，尚未有详细的报道。
因此，本研究旨在探讨氮掺杂介孔碳负载FeCu双金属催化剂在CO加氢反应中的催化性能及其机理，为开发高效、低成本的CO加氢催化剂提供参考。
二、研究内容及方法
本研究主要以氮掺杂介孔碳为载体，负载FeCu双金属催化剂，通过传统高温还原法制备而得。通过XRD、TEM、N2吸附-脱附、XPS等技术表征其形貌、结构和表面化学性质等，并研究催化剂的CO加氢反应性能及反应机理。
1.制备方法
将介孔碳、硝酸含铁溶液、硝酸含铜溶液和氨水一起混合，制备氮掺杂介孔碳负载FeCu双金属催化剂，然后再进行高温还原处理，得到最终产物。
2.表征方法
使用XRD、TEM、N2吸附-脱附、XPS等技术表征催化剂的形貌、结构和表面化学性质，并测量其比表面积、孔径大小、铁/铜物种的状态及分布等的各项参数。
3.反应性能研究
使用微型反应装置研究催化剂的CO加氢反应性能，调节反应温度、压力等反应条件，探究反应机理和影响反应性能的因素。
三、预期成果及创新性
本研究预计能够制备出高质量的氮掺杂介孔碳负载FeCu双金属催化剂，并通过表征、反应性能研究初步探究其CO加氢反应中的催化机理。预期成果包括：
1.合成出高质量的氮掺杂介孔碳负载FeCu双金属催化剂；
2.通过表征技术对催化剂形貌、结构和表面化学性质等进行分析；
3.通过CO加氢反应研究催化剂的反应性能及反应机理，进一步提高CO加氢反应的效率；
4.为探究新型双金属催化剂在反应中的性能与机理提供理论和实验基础。
四、研究进度安排
1.设计制备工艺及确定实验条件，完成催化剂的制备并进行表征技术的测试与分析（两个月）；
2.组装微型反应装置，研究催化剂的CO加氢反应性能，测试反应条件、时间等参数，分析反应机理及影响因素（三个月）；
3.结合实验结果，进一步提高催化剂的性能，完善实验成果并撰写毕业论文（四个月）。
五、参考文献
1.钱宏,汞林飞.氮掺杂碳材料的制备及其在能源领域的应用研究[J].华南理工大学学报(自然科学版),2014,42(5):95-103.
2.刘志强,侯秀丽,乔立成.增强型铁铜双金属催化剂制备及其作用机理[J].物理与化学,2017,33(4):472-482.
3.张舒,李志勤,朱锐.CO加氢合成重质烃催化剂的研究进展[J].化学工业与工程,2016,33(2):1-6.