杂多酸基金属有机骨架衍生的过渡金属碳化物的制备及析氧性能的研究
发布时间：2021-05-14 22:15
近年来,为了解决能源供求、环境污染和新能源高效转化等问题,可通过电解水产氢将弃风弃光产生的不易并网的电能加以利用。贵金属催化剂可降低电解水产氢的过电位,但其储量少、价格高,因此研究高效的非贵金属催化剂具有重要意义。过渡金属碳化物在很早就被证明有类似贵金属的性质,同时过渡金属碳化物有着较强的导电性和稳定性。杂多酸（POM）基金属有机骨架（MOF）材料因为其独特的主客体结构,其衍生的过渡金属碳化物可通过杂多酸-金属离子-有机配体进行三元的调控,而受到广泛研究。杂多酸基金属有机骨架中的常用杂多酸为磷钼杂多酸(H3PMo12O40)或磷钨杂多酸(H3PW12O40)。金属离子多选用过渡金属,因为其拥有更多的价态。有机配体多选用含有杂原子的有机物,在碳化后形成杂原子掺杂,以提高导电性和催化活性。本论文选用含有N的咪唑类有机物作为有机配体,电催化活性较高的钴作为金属节点,形成ZIF类金属有机骨架封装Keggin磷钼杂多酸,碳化后以形成P、N掺杂的双过渡金属碳化物。通过...
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 电解水制氢
1.2.0 电解水机理
1.2.1 电催化析氧反应机理
1.2.2 非贵金属电催化析氧催化剂的分类
1.2.2.1 过渡金属氧化物
1.2.2.2 过渡金属氢氧化物
1.2.2.3 过渡金属磷化物
1.2.2.4 过渡金属硫族化物
1.3 过渡金属碳化物材料的研究现状及在电催化中的应用
1.3.1 过渡金属碳化物材料的研究现状
1.3.2 以有机金属骨架(MOFs)作为模板制备过渡金属碳化物研究现状
1.4 本论文研究背景、内容及意义
参考文献
第二章 POM@ZIF-67 制备Co_3Mo_3C/C及其电催化析氧性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品与仪器设备
2.2.2 Keggin结构磷钼杂多酸(H_3PMo_(12)O_(40))的制备
2.2.3 前驱体POM@ZIF-67 的制备
2.2.4 Co_3Mo_3C/C的制备
2.2.5 材料表征
2.2.5.1 扫描电子显微镜（SEM）表征
2.2.5.2 透射电子显微镜（TEM）表征
2.2.5.3 X射线粉末衍射（XRD）表征
2.2.5.4 红外光谱（FT-IR）表征
2.2.6 电化学性能表征
2.2.6.1 线性伏安扫描（LSV）测试
2.2.6.2 塔菲尔（Tafel）测试
2.2.6.3 电化学活性表面积（ECSA）测试
2.2.6.4 电化学阻抗谱（EIS）测试
2.2.6.5 稳定性测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 POM@ZIF-67 前驱体及Co_3Mo_3C/C材料的制备
2.3.2 POM@ZIF-67 前驱体及Co_3Mo_3C/C材料的形貌和结构
2.3.3 Co_3Mo_3C/C材料的电化学性能
小结
参考文献
第三章 POM@ZIF-67/ZIF-8 制备Co_3Mo_3C/Mo C/C及其电催化析氧性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品与仪器设备
3.2.2 Keggin结构磷钼杂多酸（H_3PMo_(12)O_(40)）的制备
3.2.3 前驱体POM@ZIF-67/ZIF-8 的制备
3.2.4 Co_3Mo_3C/Mo C/C的制备
3.2.5 材料表征
3.2.6 电化学性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 POM@ZIF-67/ZIF-8 前驱体及Co_3Mo_3C/Mo C/C材料的制备
3.3.2 POM@ZIF-67/ZIF-8 前驱体及Co_3Mo_3C/Mo C/C材料的形貌和结构
3.3.3 Co_3Mo_3C/C材料的电化学性能
小结
参考文献
第四章 结论和展望
4.1 结论
4.2 展望
硕士期间科研成果与参研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]非贵金属电催化析氧催化剂的最新进展[J]. 赵丹丹,张楠,卜令正,邵琪,黄小青. 电化学. 2018(05)
[2]水电解制氢非贵金属催化剂的研究进展[J]. 常进法,肖瑶,罗兆艳,葛君杰,刘长鹏,邢巍. 物理化学学报. 2016(07)
[3]金属有机骨架材料在催化中的应用[J]. 黄刚,陈玉贞,江海龙. 化学学报. 2016(02)
[4]双金属磷化物NiCoP的次磷酸盐还原法制备及其表征[J]. 仝建波,刘瑛瑛,刘淑玲. 人工晶体学报. 2015(01)
[5]星形磷化钴微晶的溶剂热合成及表征[J]. 刘淑玲,闫路,李红霖. 粉末冶金材料科学与工程. 2014(02)
[6]浅谈我国发展氢能的必要性[J]. 贺小平,高辉,邓秀琴. 山东冶金. 2013(06)
本文编号：3186425
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 电解水制氢
1.2.0 电解水机理
1.2.1 电催化析氧反应机理
1.2.2 非贵金属电催化析氧催化剂的分类
1.2.2.1 过渡金属氧化物
1.2.2.2 过渡金属氢氧化物
1.2.2.3 过渡金属磷化物
1.2.2.4 过渡金属硫族化物
1.3 过渡金属碳化物材料的研究现状及在电催化中的应用
1.3.1 过渡金属碳化物材料的研究现状
1.3.2 以有机金属骨架(MOFs)作为模板制备过渡金属碳化物研究现状
1.4 本论文研究背景、内容及意义
参考文献
第二章 POM@ZIF-67 制备Co_3Mo_3C/C及其电催化析氧性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品与仪器设备
2.2.2 Keggin结构磷钼杂多酸(H_3PMo_(12)O_(40))的制备
2.2.3 前驱体POM@ZIF-67 的制备
2.2.4 Co_3Mo_3C/C的制备
2.2.5 材料表征
2.2.5.1 扫描电子显微镜（SEM）表征
2.2.5.2 透射电子显微镜（TEM）表征
2.2.5.3 X射线粉末衍射（XRD）表征
2.2.5.4 红外光谱（FT-IR）表征
2.2.6 电化学性能表征
2.2.6.1 线性伏安扫描（LSV）测试
2.2.6.2 塔菲尔（Tafel）测试
2.2.6.3 电化学活性表面积（ECSA）测试
2.2.6.4 电化学阻抗谱（EIS）测试
2.2.6.5 稳定性测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 POM@ZIF-67 前驱体及Co_3Mo_3C/C材料的制备
2.3.2 POM@ZIF-67 前驱体及Co_3Mo_3C/C材料的形貌和结构
2.3.3 Co_3Mo_3C/C材料的电化学性能
小结
参考文献
第三章 POM@ZIF-67/ZIF-8 制备Co_3Mo_3C/Mo C/C及其电催化析氧性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品与仪器设备
3.2.2 Keggin结构磷钼杂多酸（H_3PMo_(12)O_(40)）的制备
3.2.3 前驱体POM@ZIF-67/ZIF-8 的制备
3.2.4 Co_3Mo_3C/Mo C/C的制备
3.2.5 材料表征
3.2.6 电化学性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 POM@ZIF-67/ZIF-8 前驱体及Co_3Mo_3C/Mo C/C材料的制备
3.3.2 POM@ZIF-67/ZIF-8 前驱体及Co_3Mo_3C/Mo C/C材料的形貌和结构
3.3.3 Co_3Mo_3C/C材料的电化学性能
小结
参考文献
第四章 结论和展望
4.1 结论
4.2 展望
硕士期间科研成果与参研项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]非贵金属电催化析氧催化剂的最新进展[J]. 赵丹丹,张楠,卜令正,邵琪,黄小青. 电化学. 2018(05)
[2]水电解制氢非贵金属催化剂的研究进展[J]. 常进法,肖瑶,罗兆艳,葛君杰,刘长鹏,邢巍. 物理化学学报. 2016(07)
[3]金属有机骨架材料在催化中的应用[J]. 黄刚,陈玉贞,江海龙. 化学学报. 2016(02)
[4]双金属磷化物NiCoP的次磷酸盐还原法制备及其表征[J]. 仝建波,刘瑛瑛,刘淑玲. 人工晶体学报. 2015(01)
[5]星形磷化钴微晶的溶剂热合成及表征[J]. 刘淑玲,闫路,李红霖. 粉末冶金材料科学与工程. 2014(02)
[6]浅谈我国发展氢能的必要性[J]. 贺小平,高辉,邓秀琴. 山东冶金. 2013(06)
本文编号：3186425
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3186425.html
