铁基金属有机框架衍生的电催化剂的合成及性能研究
发布时间：2021-04-27 09:12
金属有机骨架材料（MOFs）作为一类新型多孔材料表现出独特的优势,例如超高的比表面积、可调的规则孔径结构以及丰富的金属/配体组合。同时,MOFs还可作为前驱物以制备一系列衍生材料,通过高温处理获得碳基催化剂或金属化合物。以MOFs为模板得到的衍生材料不仅可以暴露较多的活性位点,而且经过煅烧处理后得到的碳材料还可以起到导电的作用。纳米中空结构具有较大的比表面积,减小了传质距离,且可以增大电解质和电极之间的接触面积。高的比表面积和开放的通道有利于催化反应的进行。用传统的模板法得到的中空结构步骤比较复杂,而且后期模板的除去比较困难。MOFs材料是衍生中空纳米材料的优良前驱体,但目前通过简单的一步法得到MOFs衍生的中空结构材料仍是一个挑战。在本篇论文中,我们开发了几种简单的MOFs前驱体一步衍生的方法,获得了相应的电催化材料,并系统研究了它们的电催化性能。具体研究成果如下:1、我们以MIL-53（Fe）为模板,通过简单的一步化学刻蚀的方法合成了形貌和尺寸均匀的中空FeOOH纳米双锥结构。我们发现在温和的碱性条件下,MIL-53（Fe）表面会优先生成FeOOH并固定在颗粒表面,在保持MOF颗粒...
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 电化学分解水
1.2.1 析氧反应的机理
1.2.2 析氢反应机理
1.2.3 电化学活性评价标准
1.3 金属有机骨架材料（MOFs）
1.3.1 金属有机骨架材料的简介
1.3.2 MOFs材料的特点
1.3.3 MOFs材料的合成方法
1.4 MOFs衍生材料
1.4.1 MOFs衍生材料的合成方法
1.4.2 MOFs衍生物的种类
1.5 MOFs衍生材料的应用
1.5.1 基于MOFs及其衍生物的OER催化剂
1.5.2 基于MOFs及其衍生物的HER以及全分解水催化剂
1.6 课题的研究意义和研究内容
1.6.1 研究的意义
1.6.2 课题研究的内容
2复合材料的合成及其电催化产氧性能研究">2 中空的FeOOH@Ni（OH）2复合材料的合成及其电催化产氧性能研究
2.1 前言
2.2 实验材料
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 实验表征方法
2.4 实验部分
2.4.1 合成MIL-53（Fe）
2.4.2 合成中空的β-FeOOH
2.4.3 合成中空的β-FeOOH@α-Ni（OH）
2.5 样品的表征
2.6 结果分析与讨论
2.6.1 合成样品的形貌和物相分析
2.6.2 OER性能测试结果及分析
2.7 本章小结
3 MOFs衍生的双金属磷化物用于电化学分解水性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.3 实验步骤
3.3.1 合成Fe-MIL-88
3.3.2 合成Ni-MOF
xNiy-MIL-"> 3.3.3 合成FexNiy-MIL-
xNiyP-350℃"> 3.3.4 合成FexNiyP-350℃
2P-350℃"> 3.3.5 Fe2P-350℃
2P-350℃"> 3.3.6 Ni2P-350℃
3.3.7 Fex Niy P-300℃
3.4 工作电极的制备
3.5 OER电化学测试方法
3.6 结果与讨论
3.6.1 样品的形貌及物相分析
3.6.2 形成过程及机理说明
3.6.3 样品的结构表征
3.6.4 电化学性能测试
3.7 结果分析与讨论
4 总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Carbon-based supercapacitors for efficient energy storage[J]. Xuli Chen,Rajib Paul,Liming Dai. National Science Review. 2017(03)
本文编号：3163196
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 电化学分解水
1.2.1 析氧反应的机理
1.2.2 析氢反应机理
1.2.3 电化学活性评价标准
1.3 金属有机骨架材料（MOFs）
1.3.1 金属有机骨架材料的简介
1.3.2 MOFs材料的特点
1.3.3 MOFs材料的合成方法
1.4 MOFs衍生材料
1.4.1 MOFs衍生材料的合成方法
1.4.2 MOFs衍生物的种类
1.5 MOFs衍生材料的应用
1.5.1 基于MOFs及其衍生物的OER催化剂
1.5.2 基于MOFs及其衍生物的HER以及全分解水催化剂
1.6 课题的研究意义和研究内容
1.6.1 研究的意义
1.6.2 课题研究的内容
2复合材料的合成及其电催化产氧性能研究">2 中空的FeOOH@Ni（OH）2复合材料的合成及其电催化产氧性能研究
2.1 前言
2.2 实验材料
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 实验表征方法
2.4 实验部分
2.4.1 合成MIL-53（Fe）
2.4.2 合成中空的β-FeOOH
2.4.3 合成中空的β-FeOOH@α-Ni（OH）
2.5 样品的表征
2.6 结果分析与讨论
2.6.1 合成样品的形貌和物相分析
2.6.2 OER性能测试结果及分析
2.7 本章小结
3 MOFs衍生的双金属磷化物用于电化学分解水性能研究
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.3 实验步骤
3.3.1 合成Fe-MIL-88
3.3.2 合成Ni-MOF
xNiy-MIL-"> 3.3.3 合成FexNiy-MIL-
xNiyP-350℃"> 3.3.4 合成FexNiyP-350℃
2P-350℃"> 3.3.5 Fe2P-350℃
2P-350℃"> 3.3.6 Ni2P-350℃
3.3.7 Fex Niy P-300℃
3.4 工作电极的制备
3.5 OER电化学测试方法
3.6 结果与讨论
3.6.1 样品的形貌及物相分析
3.6.2 形成过程及机理说明
3.6.3 样品的结构表征
3.6.4 电化学性能测试
3.7 结果分析与讨论
4 总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Carbon-based supercapacitors for efficient energy storage[J]. Xuli Chen,Rajib Paul,Liming Dai. National Science Review. 2017(03)
本文编号：3163196
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3163196.html
