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太原理工大学硕士学位论文碳纳米管改性及其储氢性能研究姓名：彭忠梅申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：薛建伟20070501碳纳米管改性及其储氢性能研究作者：彭忠梅学位授予单位：太原理工大学相似文献(10条)1.期刊论文田喜强.董艳萍.乔秀丽.赵东江.TIANXi-qiang.DONGYan-ping.QIAOXiu-li.ZHAODong-jiang负载铁SBA-15分子筛催化热解甲醇制备碳纳米管-应用化工2009,38(12)采用水热合成法制备了SBA-15,利用液相浸渍法合成负载铁SBA-15介孔分子筛,在常压下用所合成的含铁SBA-15介孔分子筛为催化剂通过CVD法成功制备了碳纳米管.采用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱等方法对合成的样品进行了表征.且合成的碳纳米管质量好,表面没有无定形碳粒子被发现.2.学位论文蔡云Ⅰ碳纳米管的合成及其生长机理的研究;ⅡMCM-41上氘苯动力学行为的DQFNMR研究2002该文分二部分:第一部分碳纳米管的合成及其生长机理的研究该文以CVD方法制备碳纳米管并探讨了其可能的生长机理.以催化剂Co-2CeO为例,从碳纳米管产率及所制备的碳纳米管的TEM,Raman,XRD的比较表征,考察了温度对碳纳米管制备的影响.通过原位时间可分辨红外和原位拉曼光谱观测了碳纳米管的生长过程,了解了催化剂的还原过程及石墨碳和无定型碳在催化剂上的沉积情况.该文还通过对碳纳米管的形态,催化剂颗粒在碳纳米管中的位置、形态和大小的分析,以及碳纳米管生长方向的讨论,结合已有的碳纳米管生长机理,对产物中各种形态的碳纳米管的生长提出了自己的看法.第二部分以双量子滤波核磁共振法(DQFNMR)研究MCM-41上的动力学行为分子筛是催化研究中应用很广泛的一种物质,而了解其吸附行为,研究吸附分子之间、吸附分子与分子筛之间的相互作用情况,无疑将有助于我们更全面地了解分子筛的吸附和催化性质,从而更有效地使用它.我们以全氘代的苯作为分子探针,利用DQFNMR技术,结合3.期刊论文赵瑜.ZHAOYu分子筛负载Pd催化剂制备Y型碳纳米管-天然气化工2008,33(3)利用化学气相沉积法,Pd/HZSM-5为催化剂,甲烷为原料制备出了分叉状的Y型碳纳米管及竹节状碳纳米管.HZSM-5客观的三维孔道结构为Y型碳纳米管的生长创造了条件.竹节状碳纳米管的生长符合了底部生长机理.4.会议论文李国强.林浩强.瞿美臻薄壁碳纳米管的可控制备2009以乙醇为碳源、Ni-Fe/4A分子筛为催化剂,采用化学气相沉积法制备薄壁碳纳米管。研究了Ni/Fe物质的量比、催化剂焙烧温度和4A分子筛载体对薄壁碳纳米管内径的影响。采用TEM、SEM、XRD和BET对薄壁碳纳米管和还原后的催化剂进行了分析,结果表明,薄壁碳纳米管内径随着催化剂焙烧温度的升高和Ni/Fe物质的量比的降低而增大,薄壁碳纳米管内径在(10-80)nm可调。5.学位论文任树化气体混合物在多孔材料中吸附分离的分子模拟2009气体的分离、纯化和储存问题是很多工业应用中一个基础而重要的问题，沸石分子筛和碳纳米管作为一类具有骨架结构的微孔晶体材料而被广泛应用在吸附、分离和催化过程中，因此混合物在分子筛和碳纳米管上的吸附的研究显得日益重要。气体混合物在分子筛和碳纳米管上的吸附分离是前述应用中的关键基础问题。目前，气体混合物吸附的实验研究不能很好地反映微观结构和机理，而计算机模拟能很好地弥补这些不足。因此采用计算机分子模拟技术对气体分离进行研究是很有必要的。br 本论文运用巨正则蒙特卡罗(GCMC)和分子动力学模拟的方法对不同二元气体混合物在分子筛和碳纳米管中的吸附和分离进行了模拟，得到不同混合气体体系在不同分子筛和碳纳米管上的吸附等温线和选择性。br 采用巨正则MonteCarlo方法模拟了不同温度、压力下主体相O2/N2比为21:79的混合物在MFI和ITE分子筛中的吸附分离性能。模拟结果表明：高温下，N2的吸附量大于O2的；随压力的增加，N2和O2吸附量以及MFI和ITE对O2的选择性都缓慢地增加。在100K低温下，随着压力的增加，O2的吸附量单调增加，而N2则先增加后减小，表明高压下，MFI和ITE分子筛优先吸附O2。在不同温度下，低压时MFI对N2和O2的吸附量都大于ITE对N2和O2的吸附量，而在高压下正好相反。此外，随温度的升高，MFI和ITE对O2的选择性都降低，但在整个温度范围内，ITE对O2的选择性大于MFI对O2的选择性。br 采用GCMC方法模拟了不同温度、管径下，碳纳米管对主体相H2S/N2组成比为1:99混合物的吸附选择性，并详细计算了不同温度、压力下，(12，0)碳管对混合气体的吸附选择性。模拟结果发现：吸附量及选择性随操作参数变化明显不同。总压固定在100kPa时，(12，0)碳管中H2S的吸附量随着温度的增加而下降，而N2吸附量则随温度的增加先增加后减小。(12，0)碳管对H2S的选择性随温度的增加而单调减小。此外，当温度为300K时，随着压力的增加，(12，0)碳管中H2S的吸附量单调增加，而N2的吸附量变化较小，且碳管对H2S的选择性随着压力的增加而增加。br 采用GCMC方法模拟了温度、压力对MFI和碳纳米管吸附分离CO/N2混合物的影响。模拟结果发现：随温度的增加，MFI吸附N2以及CO的量都单调下降，且MFI对CO的选择性随温度的升高而下降：300K时，随着压力的增加，CO和N2的吸附量都增加，且MFI对CO的选择性也增加。室温及较高的压力条件对MFI吸附分离CO/N2体系是有利的。这些结果对尾气排放技术开发有一定参考意义。对CO和N2在碳纳米管中的吸附分离性能以及扩散性能的模拟表明，在常温常压下，(11，0)碳管对CO和N2混合物具有较大吸附选择性；在300K下，纯组分CO和N2在(18，0)碳管中的扩散速率随着碳管中的吸附量的增加而下降。此外，当吸附量固定时，纯组分的CO和N2的扩散速率随管径的增大而增加，在小管径时，CO的扩散速率大于N2，而在大管径时，N2的扩散速率相对较大。6.期刊论文王荧光.桂建舟.张晓彤.孙兆林.WANGYing-Guang.GUIJian-Zhou.ZHANGXiao-tong.SUNZhao-Lin纳米ZSM-5分子筛的合成与表征-光谱实验室2005,22(2)水热法合成常规微米ZSM-5分子筛并使用其作为基准物,以中孔碳纳米管为惰性基体,限定空间尺寸法合成了SiO2/Al2O3=100的纳米ZSM-5分子筛.X射线粉末衍射测定结果表明该合成产品具有典型的ZSM-5骨架结构和纳米尺寸.红外光谱显示所合成产品具有典型的ZSM-5型沸石分子筛的骨架振动,但与基准物相比较同时出现了蓝移和红移现象.透射电镜显示纯化后的碳纳米管具有20-30nm的内径并已多处开口,晶粒度在30-60nm之间.扫描电镜表明纳米沸石的存在,同时由于小尺寸效应该样品呈球形聚集态.该方法可用于合成不同晶粒大小的产品,且沸石的分离较容易.7.学位论文董晓臣茂锆和复合载体Ziegler-Natta催化剂催化烯烃聚合的研究2006烯烃聚合催化剂的组成和结构对烯烃聚合行为、聚烯烃产物的形貌和结构有很大的影响.所以,对具有特殊结构的催化剂体系催化烯烃聚合行为和所得聚烯烃产物性能的研究具有广泛的应用价值和深远的理论意义.本文首先利用水热合成法合成不同孔径的介孔分子筛MCM-41和SBA-15,以其作为载体负载茂金属催化剂Cp,2ZrCl,2,用所得的负载型催化剂在常压下催化乙烯聚合,考察分子筛孔径大小对乙烯聚合行为、聚乙烯结晶性能及形貌的影响规律.发现当分子筛孔径为2.90nm和5.64nm时,负载型催化剂的聚合活性较高,催化乙烯聚合可得到纳米级聚乙烯纤维,纤维的直径随分子筛孔径的增加而增加;当分子筛孔径为1.40nm时,负载型催化剂的聚合活性明显降低,催化得到聚乙烯呈纳米片状形貌.DSC研究发现,孔径为2.90nm的分子筛负载的催化剂催化得到的聚乙烯的熔点大于孔径为5.64nm的分子筛负载的催化剂催化得到的聚乙烯的熔点,这表明分子筛孔径可以影响聚乙烯分子链的伸展程度,进而可得到具有不同结晶性能的聚乙烯.本文以MCM-41为载体,制备了TiCl,4/MCM-41催化体系,常压下以AlEt,3为助催化剂催化乙烯聚合,研究了聚合条件对产物聚乙烯形貌和结晶性能的影响规律,发现在聚合时间较短时,TiCl,4/MCM-41催化乙烯聚合得到的聚乙烯主要为近似球形形貌,但随着聚合时间的延长,可以观察到有纳米级纤维出现,而且发现产物聚乙烯的熔点随着聚合时间的增加而增大:在TiCl,4/MCM-41催化体系中加入一定量β-环糊精,β-环糊精可有选择地将负载在MCM-41外表面的活性中心破坏,负载在孔道内的活性中心可利用载体MCM-41的纳米孔道作为纳米挤出机,从而催化乙烯聚合得到纳米级聚乙烯纤维.碳纳米管是一种新型一维纳米材料,本文分别采用碳纳米管和开口碳纳米管负载Cp,2ZrCl,2,用所得催化剂在常压下催化乙烯聚合,研究聚合条件及碳纳米管结构对乙烯聚合行为及聚合产物形貌的影响,发现碳纳米管负载型催化剂的聚合活性较高,当聚合温度为50℃、[Al]/[Ti]为1000时,所得产物聚乙烯可以包附在碳纳米管外表面,从而得到纳米聚乙烯纤维,但随着聚合温度和[Al]/[Zr]比的增加,纤维形貌会逐渐消失,最终形成与均相Cp,2ZrCl,2催化乙烯聚合得到的产物相同的絮状形貌;开口碳纳米管负载型催化剂的聚合活性较低,但其聚合反应动力学比较平稳,而且催化乙烯聚合得到的聚乙烯呈片状形貌,表明开口碳纳米管载体在聚合过程中会发生破碎,形成小的碎片.本文以MCM-41负载rac-Et(Ind),2ZrCl,2催化剂催化丙烯聚合,研究分子筛孔道对丙烯聚合的限定效应.采用DSC、'13C-NMR对负载型催化剂催化丙烯聚合得到的聚丙烯进行表征,发现产物聚丙烯有高的熔点、高的等规度和低的结晶度,而且处于分子筛孔道中的聚丙烯处于非结晶状态,在DSC曲线上无结晶熔融峰出现,表明MCM-41孔道既可以使经孔道挤出的聚丙烯规整排列,形成比较完美的晶体,又可以限制孔道中的聚丙烯结晶.在催化体系中加入β-环糊精,用β-环糊精将分子筛外表面的活性中心破坏,所得催化体系催化丙烯聚合得到的聚丙烯有与载体MCM-41相近的形貌,而且产物聚丙烯的熔点与没有β-环糊精存在时催化得到的聚丙烯的熔点相近,但结晶度明显降低,表明分子筛孔道在聚合过程中可以起纳米挤出机作用,从孔道中挤出的聚丙烯可以较规整排列形成比较完美的结晶.本文合成了非桥联茂金属化合物(2-Ph-Ind),2ZrCl,2,以MAO为助催化剂,在外加磁场存在和不存在下条件下催化丙烯聚合,发现在外加磁场存在下,产物聚丙烯的等规度降低,但外加磁场对聚合活性和聚合反应动力学影响较小.根据产物聚丙烯'13C-NMR测试结果和催化剂分子在聚合过程中存在两种相互转换活性中心的聚合反应机理,提出一种聚合物链增长模型,用该模型模拟计算所得聚丙烯的五元组分布和链段长度,发现模拟计算值和实验观察值十分吻合.低等规聚丙烯是一种新型的聚烯烃材料,在众多领域有着广阔的应用前景,但目前用于合成低等规聚丙烯的Z-N催化剂的聚合活性较低.本文以MnCl,2(或AlCl,3)掺杂MgCl,2为复合载体,采用一釜球磨法制备了新型低载钛Z-N催化剂,以AlEt,3为助催化剂在常压下催化丙烯聚合,研究各种条件对丙烯聚合活性的影响,发现在MnCl,2/MgCl,2摩尔比为0.05,载钛量1.2wt﹪,[Al]/[Ti]为40,聚合温度为30℃时,聚合活性可达到8500gPP/gTi.h;也发现当AlCl,3/MgCl,2摩尔比为0.1,钛含量1.2wt﹪,[Al]/[Ti]为60,聚合温度30℃时,聚合活性达到14000gPP/gTi.h;设计、安装和调试了相应的丙烯聚合工业化生产装置