过渡金属/多孔碳复合材料制备及其电化学应用研究
发布时间：2023-03-29 06:02
多孔碳具有良好的导电性、大的比表面积和优异的化学稳定性,因此它常常被用作催化剂的载体材料。贵金属材料目前具有最佳的催化效果,但由于其价格比较昂贵,限制了它的实际应用,因此,发展非贵金属催化剂,尤其是过渡金属催化剂已成为电化学领域研究热点之一。本文制备了几种过渡金属/多孔碳复合材料,多孔碳独特的多孔结构有利于提高过渡金属的分散性,暴露更多的活性位点,进而提高了复合材料的电催化性能。而且,当过渡金属封装在多孔碳中时,可以提高催化剂在催化和酸洗过程中的稳定性。本论文以石墨烯气凝胶、大孔碳和多孔碳纤维三种多孔碳材料为载体,制备了几种过渡金属/多孔碳复合材料,分别为石墨烯气凝胶负载氮化镍的复合材料(Ni3N/GA)、大孔碳负载以锆离子为中心、铁卟啉为配体的金属有机框架的复合材料(Zr-PorMOF/MPC)、多孔碳纤维负载钴铁硒化物的复合材料(CoFe2Se4/PCF)和多孔碳纤维负载铁钴合金的复合材料(FeCo@PCNF-T)。将这些复合材料修饰电极用于电分析和氧还原(ORR)研究。具体内容如下:(1)我们先后通过水热反应、冷冻...
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 多孔碳材料的分类及制备
1.2.1 多孔碳材料的分类
1.2.2 多孔碳材料的制备
1.3 过渡金属/多孔碳材料的研究进展
1.3.1 过渡金属或过渡金属合金/多孔碳材料
1.3.2 过渡金属化合物/多孔碳材料
1.3.3 含过渡金属的MOFs和类普鲁士蓝(PBAs)/多孔碳材料
1.4 过渡金属/多孔碳材料在电化学中的应用
1.4.1 过渡金属/多孔碳材料在电分析中的应用
1.4.2 过渡金属/多孔碳纳米复合材料氧还原催化剂的研究进展
1.4.3 过渡金属/多孔碳纳米复合材料在电催化水分解、锂离子电池、超级电容器等方面的应用
1.5 本工作的意义
第二章 基于3D石墨烯气凝胶/Ni3N纳米颗粒的新型无酶葡萄糖和过氧化氢传感器..
2.1 前言
2.2 实验
2.2.1 试剂和仪器
2.2.2 Ni3N/GA-x和GA制备
2.2.3 修饰电极的制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 表征Ni3N/GA-x
2.3.2 电催化氧化葡萄糖
2.3.3 电催化还原H2O
2.4 结论
第三章 卟啉金属有机框架/大孔碳复合材料在电催化中的应用
3.1 前言
3.2实验
3.2.1 试剂和仪器
3.2.2 MPC的制备
3.2.3 Zr-PorMOF和Zr-PorMOF/MPC的制备
3.2.4 修饰电极的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 表征MPC、Zr-PorMOF和Zr-PorMOF/MPC-x
3.3.2 Zr-PorMOF/MPC/GCE电催化还原H2O2
3.3.3 Zr-PorMOF/MPC/GCE电催化氧化UA、XA和 HX
3.4 结论
第四章 钴-铁硒化物嵌入多孔碳纳米纤维中用于同时电化学检测邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚
4.1 前言
4.2 实验
4.2.1 试剂和仪器
4.2.2 CoFe-PBA的合成
4.2.3 制备PAN/CoFe-PBA/CaCO3纳米纤维和CoFe2Se4/PCF
4.2.4 制备修饰电极
4.3 结果与讨论
4.3.1 所制备催化剂的表征
4.3.2 CoFe2Se4/PCF-2对HQ、CC和RC的电催化氧化
4.3.3 扫描速度的影响
4.3.4 pH值的影响
4.3.5 CoFe2Se4/PCF-2/GCE对HQ、CC和RS的定量分析
4.3.6 选择性和稳定性研究
4.3.7 实际样品分析
4.4 结论
第五章 类普鲁士蓝衍生物铁钴合金嵌入氮掺杂多孔碳纳米纤维用于酸碱溶液中高效氧还原反应
5.1 前言
5.2 实验
5.2.1 试剂和仪器
5.2.2 CoFe-PBA的合成
5.2.3 PAN/CoFe-PBA/CaCO3纳米纤维和FeCo@PCNF-T纳米纤维的制备
5.2.4 制备修饰电极
5.3 结果与讨论
5.3.1 FeCo@PCNF-800催化剂的表征
5.3.2 FeCo@PCNF-T催化剂在碱性和酸性电解质中的ORR活性
5.4 结论
参考文献
致谢
在读期间公开发表论文情况
本文编号：3774147
【文章页数】：121 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
1.1 前言
1.2 多孔碳材料的分类及制备
1.2.1 多孔碳材料的分类
1.2.2 多孔碳材料的制备
1.3 过渡金属/多孔碳材料的研究进展
1.3.1 过渡金属或过渡金属合金/多孔碳材料
1.3.2 过渡金属化合物/多孔碳材料
1.3.3 含过渡金属的MOFs和类普鲁士蓝(PBAs)/多孔碳材料
1.4 过渡金属/多孔碳材料在电化学中的应用
1.4.1 过渡金属/多孔碳材料在电分析中的应用
1.4.2 过渡金属/多孔碳纳米复合材料氧还原催化剂的研究进展
1.4.3 过渡金属/多孔碳纳米复合材料在电催化水分解、锂离子电池、超级电容器等方面的应用
1.5 本工作的意义
第二章 基于3D石墨烯气凝胶/Ni3N纳米颗粒的新型无酶葡萄糖和过氧化氢传感器..
2.1 前言
2.2 实验
2.2.1 试剂和仪器
2.2.2 Ni3N/GA-x和GA制备
2.2.3 修饰电极的制备
2.3 结果与讨论
2.3.1 表征Ni3N/GA-x
2.3.2 电催化氧化葡萄糖
2.3.3 电催化还原H2O
2.4 结论
第三章 卟啉金属有机框架/大孔碳复合材料在电催化中的应用
3.1 前言
3.2实验
3.2.1 试剂和仪器
3.2.2 MPC的制备
3.2.3 Zr-PorMOF和Zr-PorMOF/MPC的制备
3.2.4 修饰电极的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 表征MPC、Zr-PorMOF和Zr-PorMOF/MPC-x
3.3.2 Zr-PorMOF/MPC/GCE电催化还原H2O2
3.4 结论
第四章 钴-铁硒化物嵌入多孔碳纳米纤维中用于同时电化学检测邻苯二酚、间苯二酚和对苯二酚
4.1 前言
4.2 实验
4.2.1 试剂和仪器
4.2.2 CoFe-PBA的合成
4.2.3 制备PAN/CoFe-PBA/CaCO3纳米纤维和CoFe2Se4/PCF
4.2.4 制备修饰电极
4.3 结果与讨论
4.3.1 所制备催化剂的表征
4.3.2 CoFe2Se4/PCF-2对HQ、CC和RC的电催化氧化
4.3.3 扫描速度的影响
4.3.4 pH值的影响
4.3.5 CoFe2Se4/PCF-2/GCE对HQ、CC和RS的定量分析
4.3.6 选择性和稳定性研究
4.3.7 实际样品分析
4.4 结论
第五章 类普鲁士蓝衍生物铁钴合金嵌入氮掺杂多孔碳纳米纤维用于酸碱溶液中高效氧还原反应
5.1 前言
5.2 实验
5.2.1 试剂和仪器
5.2.2 CoFe-PBA的合成
5.2.3 PAN/CoFe-PBA/CaCO3纳米纤维和FeCo@PCNF-T纳米纤维的制备
5.2.4 制备修饰电极
5.3 结果与讨论
5.3.1 FeCo@PCNF-800催化剂的表征
5.3.2 FeCo@PCNF-T催化剂在碱性和酸性电解质中的ORR活性
5.4 结论
参考文献
致谢
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本文编号：3774147
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