钴、铜基金属氧化物/氮掺杂碳纳米复合材料的制备及其光电性能研究

发布时间：2021-06-28 21:21

　　近年来,以具有特定结构的金属有机框架（metal-organic frameworks,MOFs）为模板制备具有光、电化学活性的材料（包括多孔碳材料、金属、金属氧化物和金属硫化物及它们的复合材料等）成为目前新功能材料研究领域的一个热点方向。与其它模板相比,以结构可调性的MOFs作为模板（前驱体）构建的金属氧化物/碳纳米复合材料具有以下有优点:（1）较大的比表面积,（2）多孔结构,（3）金属氧化物可镶嵌在碳基底上,增强其稳定性和光电性能,（4）通过设计MOFs配体（富含杂原子）从而引入杂原子进行掺杂。对于碳材料而言,N是非常好的掺杂物。N原子具有与C原子类似的原子直径和更高的电负性,N掺杂可以产生外部缺陷,从而提高C的反应性和导电性,并提供更多的反应活性位点,提高材料的光、电化学性能。富含N的MOF作为MOF中的一类,由于存在大量N和C组分,是构筑光、电催化材料的优良前驱体。因此,本论文中,我们合理设计和合成具有特定结构的MOF,并以其为模板制备具有N掺杂碳包覆的金属氧化物纳米复合材料,并探究它们在锂离子电池和光催化交叉脱氢偶联反应（CDC反应）中的应用。主要内容如下:1.设计并合成了一... 

【文章来源】：江苏师范大学江苏省

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 金属有机框架(MOFs)材料的发展
        1.1.1 MOFs简介
        1.1.2 MOFs应用
    1.2 以金属有机框架材料(MOFs)为模板的应用
        1.2.1 以MOFs为前驱物合成碳材料
        1.2.2 以MOFs为前驱物合成金属氧化物
        1.2.3 以MOFs为前驱物合成碳/金属或金属氧化物复合材料
    1.3 本论文的选题背景和主要研究内容
2 Co_3O_4/N-C纳米复合材料的合成及其锂离子电池性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 仪器表征
        2.2.4 锂离子电池性能测试
    2.3 实验结果与讨论
        2.3.1 Co-MOF的合成与表征
        2.3.2 Co_3O_4/N-C多孔纳米复合材料的合成与表征
        2.3.3 Co_3O_4/N-C多孔纳米复合材料的锂离子电池性能研究
    2.4 N掺杂C包覆层对锂离子电池性能的影响
    2.5 本章小结
3 N-Cu_2O@N-C纳米复合材料的合成及其光催化性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验步骤
        3.2.3 仪器表征
        3.2.4 光催化交叉脱氢偶联(CDC)反应
        3.2.5 飞秒瞬态吸收测试
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 NTU-105 的合成与表征
        3.3.2 N-Cu_2O@N-C纳米复合材料的合成与表征
        3.3.3 N-Cu_2O@N-C纳米复合材料在光催化有机合成反应中的性能
        3.3.4 N-Cu_2O@N-C纳米复合材料光催化性能与结构的关系
    3.4 本章小结
4 N-Cu_2O@N-C立方八面体核壳结构纳米复合材料的合成及其光催化性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验步骤
        4.2.3 仪器表征
        4.2.4 光催化交叉脱氢偶联(CDC)反应
    4.3 实验结果与讨论
        4.3.1 HKUST-1 的合成与表征
        4.3.2 N-Cu_2O@C纳米材料的合成与表征
        4.3.3 N-Cu_2O@C纳米材料在光催化有机合成反应中的性能
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简历
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]用作双电层电容器电极材料的三维层次孔结构多孔炭的合成(英文)[J]. 金双玲,邓洪贵,詹亮,乔文明,凌立成.  新型炭材料. 2012(02)



本文编号：3255069