氧析出反應(yīng)（Oxygen evolution reaction,OER）和氧還原反應(yīng)（Oxygen reduction reaction,ORR）是金屬-空氣電池、可逆燃料電池等能源裝置的核心反應(yīng),發(fā)展價格低廉、高效穩(wěn)定、且同時適用于OER和ORR的雙功能電催化劑對促進這些能源裝置的發(fā)展具有重要意義。金屬有機框架（Metal-Organic Frameworks,MOFs）是由金屬離子/金屬簇和有機配體通過化學(xué)配位作用形成的一類多孔材料,具有高孔隙率、高比表面積和結(jié)構(gòu)可調(diào)控性等特點。以MOFs為前驅(qū)體/模板制備的過渡金屬-碳復(fù)合材料,具備多孔的空間結(jié)構(gòu)、良好的導(dǎo)電性、高的比表面積和豐富的活性位點,在電催化領(lǐng)域展示出顯著的優(yōu)勢�；诖�,本論文以鈷基ZIF-67為前驅(qū)體,通過KCl輔助熱解法制備了氮摻雜鈷基碳材料并應(yīng)用于OER/ORR雙功能電催化,并揭示了催化劑的結(jié)構(gòu)與電催化活性之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律。本論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:以ZIF-67為前驅(qū)體,采用KCl輔助熱解法制備了一系列由氮摻雜的碳納米管包裹鈷納米顆粒組成的中空碳多面體復(fù)合材料（N-doped carbon nanotube h... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 氧電極反應(yīng)機理
        1.2.1 氧析出反應(yīng)（OER）
        1.2.2 氧化原反應(yīng)（ORR）
    1.3 OER/ORR雙功能電催化劑的概述及其分類
        1.3.1 碳材料
        1.3.2 貴金屬基雙功能電催化劑
        1.3.3 過渡金屬基雙功能電催化劑
    1.4 金屬有機框架材料（MOFs）
        1.4.1 MOFs概述
        1.4.2 MOFs衍生材料用于OER/ORR雙功能電催化劑的研究現(xiàn)狀
    1.5 本論文研究意義、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.5.1 研究意義和研究內(nèi)容
        1.5.2 本論文的創(chuàng)新點
第二章 實驗材料及表征方法
    2.1 實驗試劑和實驗儀器
        2.1.1 試劑與材料
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 材料表征方法
        2.2.1 粉末X射線衍射分析
        2.2.2 氮氣物理吸附分析
        2.2.3 熱重分析
        2.2.4 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.2.5 透射電子顯微鏡
        2.2.6 X射線光電子能譜
        2.2.7 拉曼分析
    2.3 電化學(xué)性能測試方法
        2.3.1 工作電極的預(yù)處理和制備
        2.3.2 OER性能測試方法
        2.3.3 ORR性能測試方法
第三章 KCl輔助熱解法制備ZIF-67 衍生氮摻雜鈷基碳材料
    3.1 引言
    3.2 材料的制備與表征
        3.2.1 ZIF-67材料的制備
        3.2.2 NCNHP-r-T系列材料的制備
        3.2.3 Co/NPC-500材料的制備
        3.2.4 Co/NPC-1-500-Ar材料的制備
        3.2.5 材料表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 前驅(qū)體ZIF-67表征結(jié)果分析
        3.3.2 NCNHP-1-Ts系列材料表征結(jié)果分析
        3.3.3 NCNHP-r-500s系列材料的表征結(jié)果分析
        3.3.4 NCNHP-r-T形成機理分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 氮摻雜鈷基碳材料的電催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 OER性能
        4.2.1 OER活性分析
        4.2.2 OER穩(wěn)定性
    4.3 ORR性能
        4.3.1 ORR活性分析
        4.3.2 ORR穩(wěn)定性
    4.4 OER/ORR雙功能催化性能分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻】：
期刊論文
[1]New design paradigm for heterogeneous catalysts[J]. Aleksandra Vojvodic,Jens K.N?rskov.  National Science Review. 2015(02)



本文編號：3011276