基于層狀雙金屬氫氧化物的碳基雜化催化材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能.pdf

1、無(wú)機(jī)碳納米材料主要是指以sp2雜化軌道形成的碳單質(zhì)材料，由于其特殊的電子傳遞能力，良好的化學(xué)熱力學(xué)穩(wěn)定性，在眾多領(lǐng)域都得到深入研究應(yīng)用。尤其在催化領(lǐng)域，碳材料作為催化劑的載體，相比其他載體有許多優(yōu)勢(shì)，首先碳材料具有良好的電子傳遞性能，可以加強(qiáng)催化過(guò)程中的電子轉(zhuǎn)移;其次碳材料的大Π鍵及表面官能團(tuán)有利于對(duì)催化物質(zhì)的吸附，加速催化反應(yīng)的進(jìn)行;碳材料的耐高溫耐腐蝕性能有利于提高催化劑的應(yīng)用范圍和穩(wěn)定性;碳的引入通?？梢越档痛呋瘎┗钚越M分的團(tuán)聚，

2、提高活性位的暴露。
　　近年來(lái)，石墨態(tài)氮化碳作為碳材料的延伸成為新的研究重點(diǎn)之一，由于N原子比C原子多出一個(gè)電子，使得石墨態(tài)氮化碳比傳統(tǒng)的碳材料具有更好的電子傳遞能力，石墨態(tài)氮化碳本身作為一種無(wú)金屬催化劑也在氧化催化，光催化等催化領(lǐng)域得到研究。
　　層狀雙金屬氫氧化物(LDH)作為一種含有雙金屬的層狀材料，具有層間陰離子可變，層板金屬離子易調(diào)控等可塑性，使LDH在光催化，電催化，工業(yè)催化等眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的性能，具有廣泛的

3、應(yīng)用前景。同時(shí)由于LDH自身結(jié)構(gòu)的限域作用，可以有效降低煅燒還原后金屬氧化物或金屬的團(tuán)聚，有利于活性中心的分散。這些性質(zhì)對(duì)于催化劑的設(shè)計(jì)是非常有利的，以LDH或者LDH為前體制備催化劑是非常值得研究的方向。
　　本文設(shè)計(jì)制備出多種基于LDH的碳基雜化納米催化材料:
　?。ㄒ唬㈱nCr-LDH/G納米復(fù)合材料。通過(guò)氧化石墨烯定位金屬離子，在堿性環(huán)境一步還原生成:LDH/石墨烯復(fù)合材料，這種合成方法，氧化石墨烯得到充分的還原，氧

4、化石墨烯對(duì)金屬離子的預(yù)定位效應(yīng)，使得ZnCr-LDH高分散在石墨烯表面，ZnCr-LDH片的負(fù)載也抑制了石墨烯片層的堆疊。同時(shí)由于石墨烯的引入增強(qiáng)了石墨烯片與ZnCr-LDH之間的電子傳遞以及ZnCr-LDH層板上CrO6活性點(diǎn)的暴露，使得ZnCr-LDH/G納米復(fù)合材料在光催化過(guò)程中展現(xiàn)出高活性。
　　（二）B-Ni/C雜化材料。通過(guò)插層方式，成功將助催化組分硼引入到Ni基催化劑結(jié)構(gòu)中，并呈高分散的狀態(tài)。利用葡萄糖碳化形成的無(wú)定

5、型碳將B-Ni從LDH前體中自還原出來(lái)，減少了催化劑還原的能耗。無(wú)定型碳的加入增強(qiáng)了催化過(guò)程中的電子傳遞，提高了Ni活性中心的暴露，同時(shí)B-Ni之間形成了較強(qiáng)的相互作用，有利于Ni在催化過(guò)程中吸附C-Cl化學(xué)鍵。
　　（三）ZnIn-MMO/C3N4雜化半導(dǎo)體材料。利用三聚氰胺與LDH為前體，通過(guò)高溫煅燒形成MMO/C3N4結(jié)構(gòu)，以LDH為前體制備的復(fù)合金屬氧化物，相比于其他方法制備的復(fù)合金屬氧化物具有更好的分散性。石墨態(tài)氮化碳的