基于Keggin型多酸基金屬有機(jī)框架復(fù)合電極材料的制備及其電化學(xué)傳感和析氫性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-25 15:29
多酸基金屬有機(jī)框架材料(POMOFs)由于既呈現(xiàn)出金屬有機(jī)框架材料(MOFs)的多孔性又展示出多金屬氧酸鹽(POMs)優(yōu)良的氧化還原活性,使其在電化學(xué)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。但是POMOFs材料通常為粉末,需要與Nafion或PTFE等進(jìn)行混合后滴涂在玻碳電極上進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試。因此存在一些缺陷:(1)聚合物粘結(jié)劑一般會(huì)增加電阻和掩蓋催化活性位點(diǎn),導(dǎo)致催化活性降低;(2)粉末材料在電極表面分散性差以及與基底之間作用力弱。為了彌補(bǔ)以上缺點(diǎn),在本論文中將POMOFs晶體材料通過(guò)一步水熱法將其原位生長(zhǎng)在導(dǎo)電基底碳布上,形成均勻的膜材料,制備出復(fù)合電極,并對(duì)其對(duì)于溴酸鹽的電化學(xué)傳感性能以及電催化析氫性能進(jìn)行了詳細(xì)的研究,具體的研究工作如下:(1)選取 MOFs 材料(HKUST-1)作為載體、Keggin 型多酸(PMo12、PW12)作為客體分子以及碳布作為導(dǎo)電基底。在本實(shí)驗(yàn)中,將三者結(jié)合,利用一步水熱法將POMs封裝于HKUST-1的結(jié)構(gòu)孔腔中,制備出POMOFs晶體材料并將其原位生長(zhǎng)于導(dǎo)電基底碳布上形成均勻的晶體膜,制備了三種復(fù)合電極膜材料 NENU-3/CC、NENU-5/CC 與 PMo12...
【文章來(lái)源】:陜西科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 前言
1.2 金屬有機(jī)框架材料(MOFs)概述
1.2.1 MOFs材料簡(jiǎn)述
1.2.2 MOFs材料在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.3 多金屬氧酸鹽(POMs)概述
1.3.1 POMs材料簡(jiǎn)述
1.3.2 POMs材料在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.4 Keggin型多酸基金屬有機(jī)框架(POMOFs)概述
1.4.1 POMOFs材料的簡(jiǎn)述
1.4.2 POMOFs材料在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.4.3 POMOFs材料目前存在的不足
1.5 Keggin型POMOFs復(fù)合膜材料概述
1.5.1 MOFs與POMOFs復(fù)合膜材料簡(jiǎn)述
1.5.2 POMOFs復(fù)合膜材料在電化學(xué)傳感領(lǐng)域的應(yīng)用
1.5.3 POMOFs復(fù)合膜材料在電催化析氫領(lǐng)域中的應(yīng)用
1.6 本論文的選題目的及意義
2 POMOFs復(fù)合電極材料的制備與表征
2.1 引言
2.2 試劑與表征方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 復(fù)合電極材料的表征方法
2.3 復(fù)合電極材料的制備
2.3.1 碳布的預(yù)處理
2.3.2 POMOFs復(fù)合電極材料的制備
2.4 復(fù)合電極材料的基本表征
2.4.1 X射線粉末衍射(PXRD)
2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜分析(EDS)
2.4.3 X射線光電子能譜(XPS)
2.4.4 紅外光譜分析(IR)
2.4.5 熱重分析(TGA)
2.5 小結(jié)
3 HKUST-1/CC、NENU-3/CC與NENU-5/CC三種復(fù)合電極對(duì)BrO_3~-的檢測(cè)
3.1 引言
3.2 試劑與測(cè)試方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.2.2 電化學(xué)性能測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 復(fù)合電極的水穩(wěn)定性
3.3.2 最佳電解液的選擇性研究
3.3.3 NENU-3/C和NENU-5/CC的電化學(xué)基本表征
3.3.4 NENU-3/C和NENU-5/CC對(duì)溴酸鹽的安培檢測(cè)
3.3.5 NENU-3/CC和NENU-5/CC修飾電極的選擇性與穩(wěn)定性研究
3.3.6 NENU-3/CC和NENU-5/CC修飾電極的再現(xiàn)性與重復(fù)性研究
3.3.7 實(shí)際樣品檢測(cè)
3.4 小結(jié)
4 PMo_(12)@PW_(12)@HKUST-1/CC衍生磷化物的電催化析氫性能研究
4.1 引言
4.2 試劑與表征方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.2.2 Cu-Mo-W-P/CC的表征方法
4.2.3 Cu-Mo-W-P/CC的制備
4.2.4 電化學(xué)測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 Cu-Mo-W-P/CC的形貌及其結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 Cu-Mo-W-P/CC酸性電解液中的HER催化性能研究
4.3.3 Cu-Mo-W-P/CC中性電解液中的HER催化性能研究
4.3.4 Cu-Mo-W-P/CC堿性電解液中的HER催化性能研究
4.4 小結(jié)
5 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
本文編號(hào):3457688
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摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 前言
1.2 金屬有機(jī)框架材料(MOFs)概述
1.2.1 MOFs材料簡(jiǎn)述
1.2.2 MOFs材料在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.3 多金屬氧酸鹽(POMs)概述
1.3.1 POMs材料簡(jiǎn)述
1.3.2 POMs材料在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.4 Keggin型多酸基金屬有機(jī)框架(POMOFs)概述
1.4.1 POMOFs材料的簡(jiǎn)述
1.4.2 POMOFs材料在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
1.4.3 POMOFs材料目前存在的不足
1.5 Keggin型POMOFs復(fù)合膜材料概述
1.5.1 MOFs與POMOFs復(fù)合膜材料簡(jiǎn)述
1.5.2 POMOFs復(fù)合膜材料在電化學(xué)傳感領(lǐng)域的應(yīng)用
1.5.3 POMOFs復(fù)合膜材料在電催化析氫領(lǐng)域中的應(yīng)用
1.6 本論文的選題目的及意義
2 POMOFs復(fù)合電極材料的制備與表征
2.1 引言
2.2 試劑與表征方法
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.2.2 復(fù)合電極材料的表征方法
2.3 復(fù)合電極材料的制備
2.3.1 碳布的預(yù)處理
2.3.2 POMOFs復(fù)合電極材料的制備
2.4 復(fù)合電極材料的基本表征
2.4.1 X射線粉末衍射(PXRD)
2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)及能譜分析(EDS)
2.4.3 X射線光電子能譜(XPS)
2.4.4 紅外光譜分析(IR)
2.4.5 熱重分析(TGA)
2.5 小結(jié)
3 HKUST-1/CC、NENU-3/CC與NENU-5/CC三種復(fù)合電極對(duì)BrO_3~-的檢測(cè)
3.1 引言
3.2 試劑與測(cè)試方法
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
3.2.2 電化學(xué)性能測(cè)試
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 復(fù)合電極的水穩(wěn)定性
3.3.2 最佳電解液的選擇性研究
3.3.3 NENU-3/C和NENU-5/CC的電化學(xué)基本表征
3.3.4 NENU-3/C和NENU-5/CC對(duì)溴酸鹽的安培檢測(cè)
3.3.5 NENU-3/CC和NENU-5/CC修飾電極的選擇性與穩(wěn)定性研究
3.3.6 NENU-3/CC和NENU-5/CC修飾電極的再現(xiàn)性與重復(fù)性研究
3.3.7 實(shí)際樣品檢測(cè)
3.4 小結(jié)
4 PMo_(12)@PW_(12)@HKUST-1/CC衍生磷化物的電催化析氫性能研究
4.1 引言
4.2 試劑與表征方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
4.2.2 Cu-Mo-W-P/CC的表征方法
4.2.3 Cu-Mo-W-P/CC的制備
4.2.4 電化學(xué)測(cè)試
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 Cu-Mo-W-P/CC的形貌及其結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 Cu-Mo-W-P/CC酸性電解液中的HER催化性能研究
4.3.3 Cu-Mo-W-P/CC中性電解液中的HER催化性能研究
4.3.4 Cu-Mo-W-P/CC堿性電解液中的HER催化性能研究
4.4 小結(jié)
5 結(jié)論、創(chuàng)新點(diǎn)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
本文編號(hào):3457688
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