铜掺杂二氧化钛电催化硝酸根还原合成氨的综合实验设计.docx

铜掺杂二氧化钛电催化硝酸根还原合成氨的综合实验设计

目录

内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.1硝酸根还原的工业应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.2合成氨的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2.1铜掺杂二氧化钛催化剂的研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2.2硝酸根还原合成氨的研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.3实验目的与预期目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.3.1实验目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.3.2预期目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.4实验方法概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.4.1实验材料与仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.4.2实验步骤．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

理论基础与原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.1电化学基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.1.1电极反应机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.1.2电化学反应速率方程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.2硝酸根还原过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.2.1硝酸根离子的电化学行为．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.2.2影响硝酸根还原的因素分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.3合成氨的化学原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.3.1氨气的生成机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.3.2合成氨的反应动力学．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

实验材料与仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.1主要实验材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.1.1铜掺杂二氧化钛催化剂制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.1.2实验用化学试剂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.1.3其他辅助材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.2实验仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.2.1电化学工作站．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.2.2气体收集装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.2.3温度控制设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.2.4其他实验仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

实验设计与参数选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

4.1实验方案设计原则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

4.1.1实验流程的合理性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3