ZIF基多孔碳的制备及其氧还原性能研究
发布时间：2021-11-09 23:23
燃料电池是一种可直接将化学能转化为电能的能源转换装置,具有能量转换效率高、绿色无污染等诸多优点,有望取代传统电化学电池,缓解甚至解决能源紧缺和环境污染的世界性难题,在新能源领域有着光明的应用前景。然而,燃料电池在大规模商业化道路上仍然面临着很多挑战,主要内在原因是燃料电池阴极氧还原反应（oxide reduction reaction,ORR）的动力学过程缓慢以及燃料电池的成本过高。目前阴极商用的是铂（Pt）基催化剂,贵金属Pt储量少、价格昂贵,是造成燃料电池高成本的主要原因。因此,开发低成本、高效率的非贵金属ORR催化剂替代目前的商业Pt/C催化剂对于降低燃料电池的成本、加快燃料电池的大规模商业化应用具有重大意义。类沸石咪唑酯骨架材料（Zeolitic Imidazolate Frameworks,ZIFs）具有比表面积与孔隙率高、孔径可调控和配体官能团易修饰等优异特性,因而成为制备高催化性能的多孔碳材料催化剂的理想前驱体。本文以ZIF-67为主要前驱体材料,合成制备一系列ZIF基多孔碳作为氧还原电催化剂,通过详细的物理表征和电化学性能研究得到高性能ORR催化剂并揭露其催化反应机理。...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PEMFCs工作原理示意图
1 绪 论受到测试条件的影响。目前，大多数研究团队均认可的氧还原接四电子反应和间接二电子反应，二者的区别在于是否有中间成。从图 1.3 看出，直接 4 电子反应要求电极表面具备完全还原，而这只有在少数贵金属表面可以做到，如铂、钯、银和金的多数材料，包括碳、汞、金的其它晶面以及氧化物修饰的金属反应[32]。下面简单介绍在酸性和碱性溶液中的直接四电子反应。
机骨架材料（Metal–organic frameworks, MOFs）是近二十年发展最为迅速料之一，MOFs 特殊的孔道结构是制备高性能纳米碳材料催化剂的理想前 类沸石咪唑酯骨架材料衍生氧还原碳基催化剂.1 类沸石咪唑酯骨架材料简介金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks，MOFs)，作为一种具有周期络结构的晶态多孔杂化材料，通常是由无机金属中心（金属离子或金属通过共价键或离子-共价键与含氮或含氧的有机配体自组装连接而成（如图）[42]，又被称作多孔配位聚合物(Porous Coordination Polymers, PCPs)。M高的孔隙率、大的比表面积、均匀且可调控的孔道结构等特性，自二十年代中期被成功合成准备出后就受到研究学者的广泛关注，已在气体储附[43-47]、传感器[48-52]、质子传导[53-57]、药物输送[58-60]和催化[61-62]等重要出巨大的应用潜力。
【参考文献】：
期刊论文
[1]质子交换膜燃料电池材料[J]. 刘志祥,钱伟,郭建伟,张杰,王诚,毛宗强. 化学进展. 2011(Z1)
[2]燃料电池的研究进展及应用前景[J]. 王兴娟,王坤勋,刘庆祥. 炼油与化工. 2011(01)
[3]沸石咪唑酯骨架结构材料合成及性能研究进展[J]. 刁红敏,任素贞. 化工进展. 2010(09)
[4]燃料电池研究进展及发展探析[J]. 刘洁,王菊香,邢志娜,李伟. 节能技术. 2010(04)
[5]线性扫描伏安法与循环伏安法实验技术[J]. 何为,唐先忠,王守绪,王磊. 实验科学与技术. 2005(S1)
博士论文
[1]光功能金属有机骨架的构筑及其性能研究[D]. 武鹏彦.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]类沸石金属有机骨架M-ZIF的微波合成及其促进THF水合物生成[D]. 占文慧.华南理工大学 2010
本文编号：3486101
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PEMFCs工作原理示意图
1 绪 论受到测试条件的影响。目前，大多数研究团队均认可的氧还原接四电子反应和间接二电子反应，二者的区别在于是否有中间成。从图 1.3 看出，直接 4 电子反应要求电极表面具备完全还原，而这只有在少数贵金属表面可以做到，如铂、钯、银和金的多数材料，包括碳、汞、金的其它晶面以及氧化物修饰的金属反应[32]。下面简单介绍在酸性和碱性溶液中的直接四电子反应。
机骨架材料（Metal–organic frameworks, MOFs）是近二十年发展最为迅速料之一，MOFs 特殊的孔道结构是制备高性能纳米碳材料催化剂的理想前 类沸石咪唑酯骨架材料衍生氧还原碳基催化剂.1 类沸石咪唑酯骨架材料简介金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks，MOFs)，作为一种具有周期络结构的晶态多孔杂化材料，通常是由无机金属中心（金属离子或金属通过共价键或离子-共价键与含氮或含氧的有机配体自组装连接而成（如图）[42]，又被称作多孔配位聚合物(Porous Coordination Polymers, PCPs)。M高的孔隙率、大的比表面积、均匀且可调控的孔道结构等特性，自二十年代中期被成功合成准备出后就受到研究学者的广泛关注，已在气体储附[43-47]、传感器[48-52]、质子传导[53-57]、药物输送[58-60]和催化[61-62]等重要出巨大的应用潜力。
【参考文献】：
期刊论文
[1]质子交换膜燃料电池材料[J]. 刘志祥,钱伟,郭建伟,张杰,王诚,毛宗强. 化学进展. 2011(Z1)
[2]燃料电池的研究进展及应用前景[J]. 王兴娟,王坤勋,刘庆祥. 炼油与化工. 2011(01)
[3]沸石咪唑酯骨架结构材料合成及性能研究进展[J]. 刁红敏,任素贞. 化工进展. 2010(09)
[4]燃料电池研究进展及发展探析[J]. 刘洁,王菊香,邢志娜,李伟. 节能技术. 2010(04)
[5]线性扫描伏安法与循环伏安法实验技术[J]. 何为,唐先忠,王守绪,王磊. 实验科学与技术. 2005(S1)
博士论文
[1]光功能金属有机骨架的构筑及其性能研究[D]. 武鹏彦.大连理工大学 2013
硕士论文
[1]类沸石金属有机骨架M-ZIF的微波合成及其促进THF水合物生成[D]. 占文慧.华南理工大学 2010
本文编号：3486101
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