隨著能源枯竭和環(huán)境污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重,開(kāi)發(fā)一種潔凈、可再生的新能源來(lái)減少人們對(duì)傳統(tǒng)化石燃料的依賴就變得尤為迫切。從理論上講,通過(guò)水裂解的形式制備氫氣在新能源開(kāi)發(fā)方面的優(yōu)勢(shì)和潛力巨大,然而在實(shí)際應(yīng)用中,電解水的催化過(guò)程通常需要鉑(Pt)、鈀(Pd)、釕(Ru)、銥(Ir)等貴金屬的參與,鑒于貴金屬的儲(chǔ)量少、成本高的特性,目前電解水的大規(guī)模應(yīng)用仍是個(gè)挑戰(zhàn),這就激發(fā)了人們對(duì)非貴電催化劑的研究熱情。在非貴電催化劑的研究中,電催化活性主要受活性位點(diǎn)的固有活性和數(shù)目的影響,因此高效的電催化劑就需要對(duì)材料的組分、結(jié)構(gòu)、尺寸和形貌實(shí)現(xiàn)精確的控制,而這也給電催化劑的制備方法提出了很大挑戰(zhàn)。金屬-有機(jī)框架材料(MOFs)作為一種新型的多孔材料,其結(jié)構(gòu)豐富多樣,組分靈活可調(diào),無(wú)機(jī)和有機(jī)成分在原子級(jí)上實(shí)現(xiàn)了有序而周期性地排列,這些特性為功能納米材料的設(shè)計(jì)合成提供了新思路。目前人們?cè)贛OFs的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面已經(jīng)做了大量的工作,但對(duì)尺寸和形貌控制的研究相對(duì)較少。本論文主要在MOFs的基礎(chǔ)上,探究包括納米級(jí)MOFs材料,MOFs復(fù)合材料以及MOFs衍生物等一系列MOFs基納米材料的設(shè)計(jì)合成方法,并通過(guò)電化學(xué)體系的構(gòu)筑...

【文章頁(yè)數(shù)】：186 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 金屬有機(jī)框架材料概述
    1.3 MOFs基納米材料的研究進(jìn)展
        1.3.1 納米級(jí)MOFs材料的設(shè)計(jì)合成
        1.3.2 MOFs復(fù)合材料的設(shè)計(jì)合成
        1.3.3 MOFs衍生物的設(shè)計(jì)合成
    1.4 MOFs基催化劑在電催化領(lǐng)域的研究進(jìn)展
        1.4.1 MOFs材料在電催化方面的應(yīng)用
        1.4.2 MOFs復(fù)合材料在電催化方面的應(yīng)用
        1.4.3 MOFs衍生物在電催化方面的應(yīng)用
    1.5 選題依據(jù)和研究?jī)?nèi)容
    1.6 本學(xué)位論文的研究?jī)?nèi)容
    1.7 本學(xué)位論文的技術(shù)路線
    1.8 參考文獻(xiàn)
第二章 MOFs基非貴電催化劑的設(shè)計(jì)合成
    2.1 引言
    2.2 設(shè)計(jì)思路和研究?jī)?nèi)容
    2.3 實(shí)驗(yàn)部分
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.4 材料的制備方法
        2.4.1 Fe/Ni基MOFs內(nèi)凹八面體的制備
        2.4.2 Fe基MOFs納米棒的制備
        2.4.3 Ni基MOFs納米片的制備
        2.4.4 Ni/Zn基MOFs納米花的制備
        2.4.5 Ni基MOFs空心球的制備
        2.4.6 Al基MOFs納米片,空心球,核殼-結(jié)構(gòu)納米球的制備
        2.4.7 泡沫鎳(碳布)支撐的MOFs納米材料的制備
        2.4.8 MOFs衍生物的制備
    2.5 電極制備
        2.5.1 電極預(yù)處理
        2.5.2 電極活化
        2.5.3 工作電極制備
    2.6 電化學(xué)測(cè)試
    2.7 結(jié)果與討論
        2.7.1 0維、1維和2維MOFs材料的控制合成
        2.7.2 特殊形貌的MOFs材料的控制合成
        2.7.3 MOFs復(fù)合材料的控制合成
        2.7.4 MOFs衍生物的控制合成
    2.8 本章小結(jié)
    2.9 參考文獻(xiàn)
第三章 三金屬M(fèi)OFs材料的析氧反應(yīng)性能研究
    3.1 引言
    3.2 設(shè)計(jì)思路和研究?jī)?nèi)容
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 Fe/Ni基雙金屬M(fèi)OFs納米棒的合成與表征
        3.3.2 Fe/Ni基雙金屬M(fèi)OFs納米棒的性能測(cè)試
        3.3.3 Fe/Ni基三金屬M(fèi)OFs納米棒的合成與表征
        3.3.4 Fe/Ni基三金屬M(fèi)OFs納米棒的性能測(cè)試
        3.3.5 Fe/Ni基MOFs納米棒催化OER的機(jī)理探索
        3.3.6 泡沫鎳支持的Fe/Ni基MOFs材料的合成及OER性能研究
    3.4 本章小結(jié)
    3.5 參考文獻(xiàn)
第四章 超薄雙金屬M(fèi)OFs納米片的水氧化性能研究
    4.1 引言
    4.2 設(shè)計(jì)思路和研究?jī)?nèi)容
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 Ni-Fe-MOFs納米片的形貌表征
        4.3.2 Ni-Fe-MOF納米片的結(jié)構(gòu)表征
        4.3.3 Ni-Fe-MOF納米片制備方法的優(yōu)越性分析
        4.3.4 單金屬Ni-MOF納米片及Fe-MOFs的合成與表征
        4.3.5 Ni-Fe-MOF納米片的電催化性能研究
        4.3.6 Ni-Fe-MOF納米片的催化OER的機(jī)理探索
        4.3.7 Ni-Fe-MOF納米片的催化OER的理論計(jì)算
    4.4 本章小結(jié)
    4.5 參考文獻(xiàn)
第五章 NiCo/CNTs復(fù)合材料的制備及析氫性能研究
    5.1 引言
    5.2 設(shè)計(jì)思路和研究?jī)?nèi)容
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 Ni/Co基雙金屬M(fèi)OFs空心球的合成與表征
        5.3.2 Ni/Co-MOFs衍生物的合成與表征
        5.3.3 熱解溫度和氣氛對(duì)Ni/Co-MOFs衍生物形貌的影響
        5.3.4 Ni/Co-MOFs衍生物的電催化性能測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
    5.5 參考文獻(xiàn)
第六章 總結(jié)與展望
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3985936