金属-有机配合物的制备及其在光催化和电容性能的研究

发布时间：2017-08-13 06:08

  本文关键词：金属-有机配合物的制备及其在光催化和电容性能的研究

  更多相关文章： 金属-有机配合物 光催化降解 超级电容器 机械化学合成法 机理

【摘要】：在现代工业生活中,为了满足日益严重的环境问题和能源短缺,人们已经做了大量的工作研究。金属-有机配合物,作为一类由金属离子和有机配体自组装的合成材料,由于其多样可调的性能在气体分离、传感器、药物输送、催化、锂离子电池、储能等方面的潜在应用而成为化学工作者们研究的热点。在本文中,我们通过简便方法合成出了三种金属-有机配合物,并研究它们在环境能源上的应用。工作的细节如下:我们用简单的常温搅拌法成功的研制出了g-C_3N_4/MIL-53(Al)复合光催化剂,并对g-C_3N_4/MIL-53(Al)复合材料进行了结构表征和光催化降解罗丹明-B(RhB)的活性及机理研究。研究结果表明,g-C_3N_4(wt.20%)/MIL-53(Al)复合材料的催化效果最好,较纯的类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)催化效果提高了5倍。其性能的提高主要归因于电子空穴对的有效分离和较低的电荷转移电阻。g-C_3N_4/MIL-53(Al)复合材料也表现出了良好的稳定性和可重用性。我们利用CuCl_2·2H_2O和硫脲(thiourea,tu)采用常温机械研磨法制备出了[Cu(tu)]Cl·1/2H_2O纳米纤维。并首次将其用作电极材料测试了超级电容器性能。[Cu(tu)]Cl·1/2H_2O纳米纤维整体尺寸均匀交织成雪花状,长度超过10μm,宽度近似为300 nm,纳米纤维的末端呈丝状分裂,其宽度大约只有30-50 nm。其在2 M KOH电解液中测试的比电容在扫描速率为5 mV·s-1时可达到1145 F·g-1,在10 A·g-1的高电流密度下电容容量也达到了922 F·g-1。同时,在10 A·g-1高电流密度下重复500圈循环后仍能保留其初次比电容的72.4%。该研究为研制高性能超级电容器电极材料提供了一种温和、绿色、大规模的合成方法。我们还采用机械研磨法制备了CuBr_2(tu)_2作为电极材料并研究其储电活性,在机械研磨过程中加入不同乙醇量CuBr_2(tu)_2呈现出不同的形貌特征和电容性能。其中CuBr_2(tu)_2-EA5纳米纤维在2 M KOH电解液中显示出较高的电容活性,其在展示了比其他CuBr_2(tu)_2材料高很多的电化学性能,其在扫描速率为5 mV·s-1时电容容量可达到1759 F·g-1,在10 A·g-1的高电流密度下电容容量也达到了1683 F·g-1。
【关键词】：金属-有机配合物 光催化降解 超级电容器 机械化学合成法 机理
【学位授予单位】：闽南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O641.4;TM53
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-30
• 1.1 金属-有机配合物10-12
• 1.1.1 金属-有机配合物的简介10-11
• 1.1.2 金属-有机配合物的制备方法11-12
• 1.1.3 金属-有机配合物的应用领域12
• 1.2 光催化12-15
• 1.2.1 光催化的研究概况12-13
• 1.2.2 光催化剂13-14
• 1.2.3 光催化降解机理14-15
• 1.3 超级电容器15-18
• 1.3.1 超级电容器的研究概况15
• 1.3.2 超级电容器的特点15-16
• 1.3.3 电极材料的研究进展16-18
• 1.3.4 超级电容器的基本原理和分类18
• 1.4 研究方法18-19
• 1.5 本论文的选题依据及内容19-22
• 参考文献22-30
• 第二章 g-C_3N_4/MIL-53(Al)材料的制备及其光催化降解RhB性能研究30-54
• 2.1 引言30-31
• 2.2 实验部分31-34
• 2.2.1 仪器与试剂31-32
• 2.2.2 g-C_3N_4/MIL-53(Al)光催化剂的制备和方法32-34
• 2.2.3 光催化测试34
• 2.3 结果与讨论34-48
• 2.3.1 g-C_3N_4/MIL-53(Al)光催化剂的表征34-42
• 2.3.2 g-C_3N_4/MIL-53(Al)的光催化性能42-45
• 2.3.3 g-C_3N_4/MIL-53(Al)光催化机理的研究45-48
• 2.4 结论48-49
• 参考文献49-54
• 第三章 [Cu(tu)]Cl·1/2H_2O的制备及其电化学电容性能的研究54-69
• 3.1 引言54-55
• 3.2 实验部分55-56
• 3.2.1 仪器与试剂55
• 3.2.2 [Cu(tu)]Cl·1/2H_2O纳米纤维的制备55-56
• 3.2.3 电化学的测试56
• 3.3 结果与讨论56-64
• 3.3.1 [Cu(tu)]Cl·1/2H_2O纳米纤维的表征56-61
• 3.3.2 [Cu(tu)]Cl·1/2H_2O纳米纤维的电化学性能研究61-64
• 3.4 结论64-65
• 参考文献65-69
• 第四章 CuBr_2(tu)_2 的制备及其电化学电容性能的研究69-85
• 4.1 引言69-70
• 4.2 实验部分70-71
• 4.2.1 仪器与试剂70
• 4.2.2 CuBr_2(tu)_2 的制备70-71
• 4.2.3 电化学的测试71
• 4.3 结果与讨论71-82
• 4.3.1 CuBr_2(tu)_2 的表征71-77
• 4.3.2 CuBr_2(tu)_2 的电化学性能研究77-82
• 4.4 本章小结82-83
• 参考文献83-85
• 结论与展望85-87
• 致谢87-89
• 攻读硕士期间参与的科研项目与发表论文89

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本文编号：665762