杂化沸石咪唑框架及其铂掺杂衍生物材料的电催化析氢及析氧性能研究

发布时间：2021-04-26 12:46

　　面对全球化石燃料日益枯竭以及大规模消耗化石燃料带来的环境污染和温室效应等问题,寻找清洁可持续能源已经成为全球科学家的研究重点,其中氢能凭借燃烧热值高、清洁无污染等优点成为人们关注的焦点。在实际应用过程中的众多生产技术里电解水分解制氢凭借其清洁、高效的优点,越来越受到人们的青睐。在电催化分解水中,析氢反应（HER）和析氧反应（OER）是两个重要的半反应,在进行反应过程中需要能量的输入来克服电化学过程中由水生成氢的障碍,即过电势。在实际生产中则需要电催化剂来降低过电势,以降低生产环节的能耗与成本。为了取代贵金属电催化剂,我们设计合成了一系列MOFs及其衍生物以研究其结构及在电催化反应中的机理。本论文的主要研究内容如下:（1）通过使用过渡金属与咪唑类配体设计合成了一组具有新颖的柱状层结构的杂化沸石咪唑骨架（HZIF-2系列）,使用2-丙基咪唑或2-异丙基咪唑作为咪唑配体,在相似条件下成功合成了八个同构HZIF-2化合物,分子式为[M5（im）6（TO4）2]n（M=Zn 或 Co,T=Mo 或 W,im=2-pim 或 2-ipim）,此类化合物此前从未报道过,是一种新的HZIFs拓扑结构,... 

【文章来源】：陕西科技大学陕西省

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属有机框架化合物（MOFs）及其衍生物的概述
        1.2.1 金属有机框架化合物的发展
        1.2.2 金属有机框架衍生物及其应用
    1.3 MOFs基衍生物电催化剂的概述
        1.3.1 MOFs在电催化析氧反应（OER）方面的应用
        1.3.2 MOFs在电催化析氢反应（HER）方面的应用
    1.4 本课题的选题目的及意义
2 钴钼双金属-杂化沸石咪唑骨架（CoMo-HZIFs）的制备及其电催化析氧性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及仪器
        2.2.2 材料表征及方法
        2.2.3 催化剂材料的合成
        2.2.4 电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 杂化沸石咪唑骨架HZIF-2-CoMo-pim的晶体结构与表征
        2.3.2 HZIF-2-CoMo的OER电催化性能
        2.3.3 HZIF-2-CoMo的电催化稳定性分析
        2.3.4 HZIF-2-CoMo的电催化性能对比
    2.4 小结
3 Pt纳米粒子嵌入的钴钼双金属掺杂碳多面体（PtCoMo@NCP）电催化析氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及仪器
        3.2.2 材料表征及方法
        3.2.3 PtCoMo@NC的合成
        3.2.4 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 HZIF-CoMo和Pt@HZIF-CoMo材料的形貌及结构表征
        3.3.2 PtCoMo@NC和CoMo@NC材料的结构及表征
        3.3.3 PtCoMo@NC和CoMo@NC材料的HER性能
        3.3.4 PtCoMo@NC材料的循环稳定性
        3.3.5 PtCoMo@NC材料的HER性能对比
    3.4 小结
4 结论与创新点
    4.1 结论
    4.2 创新点
    4.3 展望
致谢
参考文献
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本文编号：3161436