沸石咪唑框架材料及其衍生物的可控制备与锌-空气电池性能研究

发布时间：2021-05-24 14:28

　　近年来,传统化石能源的过渡消耗导致了严重的大气及水污染。绿色可持续能源（如氢能等）作为化石能源的有效替代品受到人们的广泛关注。可充电锌-空气电池是一类新型电化学储能与转换装置,在工作时可以直接利用空气中的氧气进行反应,并且其具有能量密度高,安全性好,价格低廉等优点,在绿色可持续能源领域具有的广阔前景。但是锌-空气电池的放电氧还原（ORR）反应和充电析氧（OER）反应的动力学过程缓慢,放电-充电电势区间较大,能量利用率低,现有的贵金属氧反应催化剂（Pt、Ir）价格昂贵等问题严重的限制了锌-空气电池在大规模储能中的实际应用。因此,设计开发具有高效低成本的催化剂对锌-空气电池未来的发展与应用具有重要的现实意义。沸石咪唑框架化合物（ZIFs）是一类具有类似于沸石拓扑结构的金属有机框架材料（MOFs）,具有比表面积大、孔隙可调、金属离子/团簇及配体可控等特点,在能源存储与转化领域具有巨大应用潜力。然而,ZIFs材料由于本身导电性较差且大多是三维结构,催化活性位点不足、本征活性不高,较难直接应用于锌-空气电池当中,目前关于ZIFs材料的研究主要集中于以ZIFs为前驱体通过高温煅烧得到ZIF衍生材料... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 锌-空气电池原理及空气阴极研究进展
        1.2.1 锌-空气电池原理
        1.2.2 锌-空气电池空气阴极研究进展
    1.3 沸石咪唑框架化合物(ZIFs)
        1.3.1 沸石咪唑框架化合物简介
        1.3.2 ZIFs材料在电化学储能中的应用
        1.3.3 ZIFs衍生物在电化学储能中的应用
    1.4 课题的提出、研究内容及研究目标
        1.4.1 课题的提出及意义
        1.4.2 课题的研究内容
        1.4.3 课题的研究目标
第二章 实验部分
    2.1 实验药品及规格
    2.2 试验仪器及设备
    2.3 测试及表征
        2.3.1 形貌分析
        2.3.2 物相分析
        2.3.3 化学组成分析
        2.3.4 电化学分析
        2.3.5 计算公式
第三章 ZIF衍生氢氧化钴多级结构的制备及其电化学性能测试
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 双金属Co/Mo沸石咪唑骨架(Co/Mo-ZIF)棒的合成
        3.2.2 ZIF衍生Co(OH)_2多级结构的合成
        3.2.3 其他双金属沸石咪唑框架化合物的合成
        3.2.4 其他ZIF衍生多级结构的合成
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌分析
        3.3.2 物相分析
        3.3.3 化学组成表征
        3.3.4 电化学分析
    3.4 本章小结
第四章 Mo掺杂ZIF纳米片阵列的制备及其电化学性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 MnNi-NF合成
        4.2.2 MnNiMo-NF合成
        4.2.3 其他ZIF纳米片阵列的合成
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 形貌及物相分析
        4.3.2 元素组成分析
        4.3.3 电化学分析
        4.3.4 普适性分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
    3 发明专利
学位论文数据集


【参考文献】：
期刊论文
[1]Phase-transfer synthesis of α-Co（OH）2 and its conversion to CoO for efficient electrocatalytic water oxidation[J]. Dingyi Guo,Fangfang Chen,Wei Zhang,Rui Cao.  Science Bulletin. 2017(09)



本文编号：3204344