MOFs及其衍生物在电催化和类酶催化方面的应用
发布时间：2022-11-08 22:22
金属有机框架（Metal organic frameworks,MOFs）因为具有多孔性、大的比表面积、易修饰和大量暴露的活性位点等特点被广泛应用于多种领域。目前对MOFs进行改性并充分发挥其优势引起了科研界的极大关注。一些碳化后的MOFs其稳定性、导电性以及催化活性都有很大地提高,在电催化方面也表现出令人满意的结果。同时,利用MOFs的多孔性和刚性结构,可用作载体与其它功能性材料结合制备以MOFs为基础的复合材料。复合材料不但兼具主体和客体材料的优点,还可以由二者的协同作用产生新的性能,大大扩展了MOFs的应用。本文在总结近期MOFs及其衍生物研究进展的基础上,对几种MOFs进行改性得到具有新功能的复合材料并探究MOFs在类酶催化和电催化的初步应用。具体内容如下:1.制备了HKUST-1,并利用HKUST-1作为电催化剂,在环境条件下可将N2转化为NH3,在–0.75 V vs.RHE产氨速率高达46.63μg h–1mg–1cat,法拉第效率是2.45%。而且HKUST-1...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 金属有机框架(MOFs)及其衍生物
1.1.1 MOFs的概述
1.1.2 MOFs的命名
1.1.3 MOFs的制备与应用
1.1.4 MOFs复合材料的制备与应用
1.2 纳米材料在电催化中的应用
1.2.1 纳米材料的电催化产氢和产氧
1.2.2 纳米材料电催化合成氨
1.2.3 纳米材料电催化二氧化碳还原
1.3 纳米材料的类酶性质及应用
1.3.1 天然生物酶的概述与优缺点
1.3.2 人工模拟酶的介绍与发展
1.3.3 基于纳米材料的人工模拟酶的应用
1.4 本文构思
第二章 金属有机框架HKUST-1 在环境条件下电催化氮还原
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂和仪器
2.2.2 HKUST-1 的制备
2.2.3 电化学测试
2.2.4 NH_3 的检测
2.2.5 N_2H_4 的测定
2.2.6 产NH_3 速率和FE的计算
2.3 结果与讨论
2.3.1 HKUST-1 的表征
2.3.2 HKUST-1 在电催化氮还原的性能
2.3.3 催化剂稳定性的研究
2.3.4 探究NH_3 中氮的来源
2.3.5 探究HKUST-1 用于氮还原的选择性
2.4 结论
第三章 包裹铁钴双金属的多孔碳纳米笼作为有效的氧化酶模拟物用于比色检测抗坏血酸和碱性磷酸酶
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 试剂和仪器
3.2.2 FeCo NPs的合成
3.2.3 FeCo NPs@PNC的制备
3.2.4 探究FeCo NPs@PNC的类氧化酶活性并应用于检测AA
3.2.5 ALP的检测
3.3 结果与讨论
3.3.1 FeCo NPs@PNC的表征
3.3.2 探究FeCo NPs@PNC的类氧化酶催化活性以及催化机理
3.3.3 FeCo NPs@PNC的稳态动力学分析
3.3.4 比色法检测AA和 ALP
3.3.5 选择性测试和实际样品分析
3.4 结论
第四章 通过调节碳化FeCo-ZIF的双纳米酶活性制备双功能比色生物传感器
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料和仪器
4.2.2 合成FeCo@C
4.2.3 探究FeCo@C的双模拟酶性质
4.2.4 FeCo@C的稳态动力学分析
4.2.5 比色检测HQ和 H_2O_2
4.3 结果与讨论
4.3.1 FeCo@C的表征
4.3.2 探究FeCo@C的类氧化酶的催化机理
4.3.3 探究FeCo@C类过氧化物酶活性的催化机理
4.3.4 考察FeCo@C的稳定性、循环使用和可回收性
4.3.5 FeCo@C双酶的动力学分析
4.3.6 调节FeCo@C的双酶催化活性
4.3.7 基于FeCo@C的双模拟酶性质分别检测HQ和 H2O
4.3.8 基于FeCo@C的类氧化酶性质的实际样品检测
4.4 结论
结论与展望
参考文献
攻读学位期间的科研成果
致谢
本文编号：3704660
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 金属有机框架(MOFs)及其衍生物
1.1.1 MOFs的概述
1.1.2 MOFs的命名
1.1.3 MOFs的制备与应用
1.1.4 MOFs复合材料的制备与应用
1.2 纳米材料在电催化中的应用
1.2.1 纳米材料的电催化产氢和产氧
1.2.2 纳米材料电催化合成氨
1.2.3 纳米材料电催化二氧化碳还原
1.3 纳米材料的类酶性质及应用
1.3.1 天然生物酶的概述与优缺点
1.3.2 人工模拟酶的介绍与发展
1.3.3 基于纳米材料的人工模拟酶的应用
1.4 本文构思
第二章 金属有机框架HKUST-1 在环境条件下电催化氮还原
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂和仪器
2.2.2 HKUST-1 的制备
2.2.3 电化学测试
2.2.4 NH_3 的检测
2.2.5 N_2H_4 的测定
2.2.6 产NH_3 速率和FE的计算
2.3 结果与讨论
2.3.1 HKUST-1 的表征
2.3.2 HKUST-1 在电催化氮还原的性能
2.3.3 催化剂稳定性的研究
2.3.4 探究NH_3 中氮的来源
2.3.5 探究HKUST-1 用于氮还原的选择性
2.4 结论
第三章 包裹铁钴双金属的多孔碳纳米笼作为有效的氧化酶模拟物用于比色检测抗坏血酸和碱性磷酸酶
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 试剂和仪器
3.2.2 FeCo NPs的合成
3.2.3 FeCo NPs@PNC的制备
3.2.4 探究FeCo NPs@PNC的类氧化酶活性并应用于检测AA
3.2.5 ALP的检测
3.3 结果与讨论
3.3.1 FeCo NPs@PNC的表征
3.3.2 探究FeCo NPs@PNC的类氧化酶催化活性以及催化机理
3.3.3 FeCo NPs@PNC的稳态动力学分析
3.3.4 比色法检测AA和 ALP
3.3.5 选择性测试和实际样品分析
3.4 结论
第四章 通过调节碳化FeCo-ZIF的双纳米酶活性制备双功能比色生物传感器
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验材料和仪器
4.2.2 合成FeCo@C
4.2.3 探究FeCo@C的双模拟酶性质
4.2.4 FeCo@C的稳态动力学分析
4.2.5 比色检测HQ和 H_2O_2
4.3 结果与讨论
4.3.1 FeCo@C的表征
4.3.2 探究FeCo@C的类氧化酶的催化机理
4.3.3 探究FeCo@C类过氧化物酶活性的催化机理
4.3.4 考察FeCo@C的稳定性、循环使用和可回收性
4.3.5 FeCo@C双酶的动力学分析
4.3.6 调节FeCo@C的双酶催化活性
4.3.7 基于FeCo@C的双模拟酶性质分别检测HQ和 H2O
4.3.8 基于FeCo@C的类氧化酶性质的实际样品检测
4.4 结论
结论与展望
参考文献
攻读学位期间的科研成果
致谢
本文编号：3704660
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