介孔金属氧化物及其复合纳米材料的设计合成与性能研究

发布时间：2021-11-19 08:34

　　上世纪九十年代,随着介孔氧化硅的发现,介孔材料逐渐走进人们的视野。并因其较大的孔径、规则的介孔孔道、较高的比表面积等优势,介孔材料引起了研究者们的广泛关注。目前,科学工作者们已经开发了诸多方法来制备具有介观结构的氧化硅纳米材料。然而,介观结构非硅基纳米材料的设计合成依然面临着巨大的挑战。这主要是因为,与易于调控的氧化硅基前驱物（比如水中的正硅酸四乙酯TEOS）相比,非硅基前驱物（尤其是金属醇盐）的水解、缩合过程是极难控制的。因此,设计合成在能源转换与储存、光电响应、催化、吸附与分离等领域具有巨大应用价值的介孔金属氧化物及其复合纳米材料更具备挑战性。本论文主要是围绕介孔金属氧化物及其复合纳米材料的制备展开,提出了三种简单、温和、可控的合成策略:一是通过“螯合”诱导协同自组装策略,设计合成了一系列具有稳定介孔结构的金属氢氧化物MMHO和氧化物MMO纳米球:二是通过温和的“一锅”水热法,制备了多级结构的介孔氧化物微球;三是通过简单的原位“自牺牲”模板法,制备了富含缺陷的介孔金属氧化物与金属有机框架的复合材料。本论文主要取得了以下研究成果:1.提出了一种“螯合”诱导协同自组装策略,利用阳离子型... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 介孔材料的发展
    1.2 介孔金属氧化物纳米材料的发展
        1.2.1 几种常见的介孔金属氧化物纳米材料
        1.2.2 介孔金属氧化物纳米材料的传统合成方法
    1.3 介孔金属氧化物复合纳米材料的构筑
    1.4 介孔金属氧化物及其复合纳米材料的应用研究
        1.4.1 太阳能电池
        1.4.2 电解水
        1.4.3 锂离子电池
        1.4.4 超级电容器
    1.5 本论文的选题目的、意义和主要研究成果
        1.5.1 本课题的选题目的与意义
        1.5.2 本课题所取得的主要研究成果
    1.6 本论文所使用的测试仪器和型号
    参考文献
第2章 “螯合”诱导协同自组装策略构筑介孔金属氢氧化物和氧化物纳米球
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验步骤
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Cu(OH)_2、Zn(OH)_2、Fe(OH)_3和Ni(OH)_2纳米球的形貌
        2.3.2 Cu(OH)_2、Zn(OH)_2、Fe(OH)_3和Ni(OH)_2纳米球的生成机理
        2.3.3 Cu(OH)_2、Zn(OH)_2、Fe(OH)_3和Ni(OH)_2纳米球的结构
        2.3.4 CuO、ZnO、Fe_2O_3、NiO纳米球的形貌和结构性质
        2.3.5 Cu(OH)_2/CuO纳米球的电解水析氧性能测试
        2.3.6 ZnO纳米球的光电流性质测试
    2.4 本章小结
    参考文献
第3章 “一锅”法设计合成多级结构介孔氧化镍微球及其电解水析氧性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验步骤
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 核-壳结构Ni(OH)_2微球的形貌
        3.3.2 核-壳结构Ni(OH)_2微球的生成机理
        3.3.3 空心结构Ni(OH)_2微球的形貌和生成机理
        3.3.4 多级结构介孔NiO微球的形貌
        3.3.5 多级结构介孔NiO微球的结构分析
        3.3.6 电解水析氧反应
        3.3.7 钴镍复合氧化物的结构分析及其作为电解水析氧反应催化剂的活性
    3.4 本章小结
    参考文献
第4章 原位“自牺牲”模板法构筑富含缺陷活性位点的ZnO@ZIF-8纳米复合材料
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验步骤
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 核-壳结构的ZnO@ZIF-8复合纳米材料的形貌
        4.3.2 核-壳结构的ZnO@ZIF-8复合纳米材料的结构分析
        4.3.3 核-壳结构的ZnO@ZIF-8复合纳米材料的生成机理
        4.3.4 核-壳结构的ZnO@ZIF-8复合纳米材料的光电流测试
    4.4 本章小结
    参考文献
第5章 结论与展望
作者简介
攻读博士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Mesoporous tin oxide nanospheres for a NOx in air sensor[J]. Haonan Zhang,Ming Zhuo,Yazi Luo,Yuejiao Chen.  Journal of Semiconductors. 2017(02)



本文编号：3504677