钴基金属有机框架材料的制备及其电催化析氧性能研究

发布时间：2021-08-04 21:51

　　化石能源的大量消耗造成的环境污染问题已经成为当今世界面临的巨大难题。而氢能作为一种清洁、无污染的可再生能源被认为是代替化石能源的理想选择。电化学水分解制氢能实现电能到化学能的转变,引起了科研工作者的广泛研究兴趣。作为水分解的一个关键半反应-析氧反应（OER）,由于涉及四个电子和四个质子的转移被视为整个水分解反应的瓶颈,因此开发高效的析氧反应催化剂降低水分解反应的动力学能垒成为当务之急。金属有机框架（MOFs）材料是由金属离子/簇与有机配体通过配位键自组装而成的结晶性多孔材料。由于具有比表面积大、孔径可调、金属中心和有机配体多样性等特点,MOFs已经被广泛应用于气体存储、药物输送、传感、催化等领域。在电催化领域,尽管MOFs在高温热解条件下衍生的金属氧化物/碳复合材料显示出较高的电催化性能,然而高温造成MOFs活性位的减少和结构的坍塌是不可避免的。利用MOFs的固有活性,不经过热解处理将其直接用作电催化析氧反应催化剂则会大大简化电极的制备,有利于其规模化应用。基于以上背景本论文采用简单的超声法,以Co²⁺、Fe³⁺为金属离子源,以1,3,5-苯... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 绪论
    1.1 电化学水分解反应
    1.2 析氧反应概述
        1.2.1 析氧反应机理
        1.2.2 析氧性能的评价指标
    1.3 电催化析氧反应催化剂
        1.3.1 贵金属及其化合物
        1.3.2 过渡金属氧化物
        1.3.3 层状双金属氢氧化物
        1.3.4 过渡金属氮化物和磷化物
        1.3.5 过渡金属硫属化物
        1.3.6 无金属催化剂
    1.4 金属有机框架材料的简介
    1.5 MOFs在电催化析氧反应中的研究进展
        1.5.1 MOFs衍生材料在电催化析氧反应中的研究进展
        1.5.2 MOFs直接用于电催化析氧反应的研究进展
    1.6 论文的选题背景和研究思路
2 钴/铁双金属MOFs的制备及其电催化析氧性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要化学试剂和仪器
        2.2.2 催化剂的合成
        2.2.3 催化剂的表征
        2.2.4 催化剂的电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 催化剂的XRD和 FI-IR分析
        2.3.2 催化剂的扫描电镜和透射电镜分析
        2.3.3 催化剂的X射线光电子能谱分析
        2.3.4 Cox Fe-MOF的电化学性能研究
        2.3.5 Co_2Fe-MOF的稳定性研究
    2.4 本章小结
3 Co-MOF-74/CCH/CF的制备及其电催化析氧性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要化学试剂和仪器
        3.2.2 催化剂的合成
        3.2.3 催化剂的表征
        3.2.4 催化剂的电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂的形貌分析
        3.3.2 催化剂的结构表征
        3.3.3 催化剂的电化学性能测试
    3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3322470