發(fā)展清潔能源技術(shù)是解決能源和環(huán)境危機(jī)的關(guān)鍵所在。以鋰/鈉離子電池和電催化析氧反應(yīng)為代表的電化學(xué)能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換技術(shù),因其高轉(zhuǎn)化效率以及環(huán)境友好的特性受到了廣泛關(guān)注。雖然電化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理不同,但高反應(yīng)活性和穩(wěn)定性優(yōu)異的電化學(xué)活性材料對(duì)這些電化學(xué)反應(yīng)的性能提升都十分關(guān)鍵。因此,合理設(shè)計(jì)和定向合成具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的電化學(xué)活性材料對(duì)電化學(xué)能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展顯得尤為重要。金屬-有機(jī)框架材料是一類由金屬中心和有機(jī)配體自組裝形成的功能性多孔材料。本文開(kāi)發(fā)了一類以金屬-有機(jī)框架材料為前驅(qū)體制備多功能電極材料的方法,充分體現(xiàn)了金屬-有機(jī)框架材料模板法的高度可調(diào)控性以及普適性。此外,系統(tǒng)研究了金屬-有機(jī)框架衍生的電極材料在析氧反應(yīng)和鋰/鈉離子電池方面的電化學(xué)性能。主要成果如下:（1）利用鈷基金屬-有機(jī)框架材料為前驅(qū)體制備了 CoSe2中空微球。中空結(jié)構(gòu)為電催化劑和電解液之間的快速傳質(zhì)和電荷轉(zhuǎn)移提供了空間;分散良好的CoSe2納米顆粒附著在微球上,為催化反應(yīng)提供了豐富的活性位點(diǎn)。作為析氧反應(yīng)的電催化劑,優(yōu)化后的CoSe2-450在10 mA cm-2的電流密度下過(guò)電位為330 mV,Tafel斜率可達(dá)79 ... 

【文章頁(yè)數(shù)】：130 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 金屬-有機(jī)框架材料概述
        1.2.1 金屬-有機(jī)框架材料簡(jiǎn)介
        1.2.2 金屬-有機(jī)框架材料的特點(diǎn)
        1.2.3 金屬-有機(jī)框架材料的制備
        1.2.4 金屬-有機(jī)框架材料的應(yīng)用
    1.3 金屬-有機(jī)框架衍生材料
        1.3.1 金屬-有機(jī)框架衍生的多孔碳
        1.3.2 金屬-有機(jī)框架衍生的無(wú)機(jī)物
        1.3.3 金屬-有機(jī)框架衍生的復(fù)合材料
    1.4 金屬-有機(jī)框架衍生材料在電化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用
        1.4.1 二次離子電池
        1.4.2 超級(jí)電容器
        1.4.3 電催化反應(yīng)
    1.5 選題依據(jù)及研究?jī)?nèi)容
2 MOF衍生的CoSe_2中空微球制備及其析氧性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 物理性能表征及電化學(xué)性能測(cè)試
        2.2.3 CoSe_2中空微球的制備
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 CoSe_2中空微球的表征
        2.3.2 CoSe2中空微球的電催化性能
    2.4 本章小結(jié)
3 MOF衍生的分級(jí)Co_2Ni@NC納米顆粒制備及其析氧性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.2.2 物理性能表征及電化學(xué)性能測(cè)試
        3.2.3 析氧反應(yīng)計(jì)算
        3.2.4 Co_2Ni@NC納米顆粒的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Co_2Ni@NC納米顆粒的表征
        3.3.2 Co_2Ni@NC納米顆粒的電催化性能
    3.4 本章小結(jié)
4 MOF衍生的氮摻雜硒化鋅/還原氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及其儲(chǔ)鋰/鈉性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.2.2 物理性能表征及電化學(xué)性能測(cè)試
        4.2.3 N-ZnSe@rGO復(fù)合材料的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 N-ZnSe@rGO復(fù)合材料的表征
        4.3.2 N-ZnSe@rGO復(fù)合材料的鋰電負(fù)極性能
        4.3.3 N-ZnSe@rGO復(fù)合材料的鈉電負(fù)極性能
    4.4 本章小結(jié)
5 MOF衍生的CoP-NC@MXene三明治狀復(fù)合材料的制備及其儲(chǔ)鋰/鈉性能研究
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        5.2.2 物理性能表征及電化學(xué)性能測(cè)試
        5.2.3 鋰離子遷移能壘計(jì)算
        5.2.4 CoP-NC@Ti_3C_2T_x復(fù)合材料的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 CoP-NC@Ti_3C_2T_x復(fù)合材料的表征
        5.3.2 CoP-NC@Ti_3C_2T_x復(fù)合材料的鋰電負(fù)極性能
        5.3.3 CoP-NC@Ti3C2Tx復(fù)合材料的鈉電負(fù)極性能
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3676842