空心水滑石的设计合成及其电催化析氧性能研究
发布时间：2023-02-12 11:40
空心材料因比表面积大、密度低、内部具有空腔结构等特点,在催化、吸附、能源存储与转化等领域有着广泛的应用。本论文以水滑石(LDH)为研究对象,通过构筑空心及多层空心结构来提升LDH的电催化析氧(OER)性能,主要内容和结论如下:1、提出一种以金属有机框架(MOF)为模板原位转化制备三元空心NiCoFe-LDH的方法。我们以ZIF-67为模板,通过加入Ni、Fe金属盐溶液原位刻蚀转化得到了空心NiCoFe-LDH。由于空腔的存在,空心材料内部的活性位点可以和电解液充分接触,有效地提高了活性位点的利用率,因此所制备的空心NiCoFe-LDH表现出了优异的OER性能,电流密度达到10 mA cm-2过电位仅需276 mV,该性能远优于商业IrO2和传统方法合成的NiCoFe-LDH纳米片。此外,在12 h的稳定性测试中,电流密度无明显衰减,证明了空心NiCoFe-LDH的稳定性。研究结果表明空心结构的构筑能够有效地提升LDH材料的OER活性和稳定性,为设计合成高效的LDH电催化剂提供了新思路。2、提出一种以多层MOF为模板制备多层空心NiCo-LDH的方法。与单层空心材料相比,多层空心结构可以...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 空心纳米材料概述
1.1.2 空心纳米材料的合成
1.1.2.1 模板法
1.1.2.2 直接合成法
1.1.3 空心纳米材料的应用
1.1.3.1 电解水
1.1.3.2 超级电容器
1.1.3.3 吸附
1.1.3.4 催化
1.2 论文的选题及主要内容
第二章 空心LDH的构筑及其OER性能研究
2.1 引言
2.2 实验试剂和仪器
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 实验部分
2.3.1 ZIF-67的制备
2.3.2 空心NiCoFe-LDH的合成
2.3.3 传统NiCoFe-LDH纳米片的合成
2.4 形貌和结构表征
2.5 电化学测试
2.6 结果与讨论
2.6.1 空心NiCoFe-LDH的设计合成
2.6.2 空心NiCoFe-LDH的表征
2.6.3 空心NiCoFe-LDH的电化学性能研究
2.7 小结
第三章 多层空心LDH的构筑及其OER性能研究
3.1 引言
3.2 主要试剂和仪器
3.3 实验部分
3.3.1 多层核壳ZIF-67@ZIF-8的合成
3.3.1.1 ZIF-67的合成
3.3.1.2 ZIF-67@ZIF-8的合成
3.3.1.3 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67的合成
3.3.1.4 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8的合成
3.3.1.5 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67的合成
3.3.1.6 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8的合成
3.3.2 多层空心LDH的合成
3.3.2.1 单层空心LDH的合成
3.3.2.2 双层空心LDH的合成
3.3.2.3 三层空心LDH的合成
3.3.3 多层空心氧化物的合成
3.3.3.1 单层空心氧化物的合成
3.3.3.2 双层空心氧化物的合成
3.3.3.3 三层空心氧化物的合成
3.4 形貌和结构表征
3.5 电化学测试
3.6 结果与讨论
3.6.1 多层空心LDH/氧化物的设计合成
3.6.2 多层空心LDH的表征
3.6.3 多层空心LDH的电化学性能研究
3.6.4 多层空心氧化物的表征
3.6.5 多层空心氧化物的电化学性能研究
3.7 小结
第四章 总结与展望
4.1 总结
4.2 展望
参考文献
致谢
研究成果
作者和导师简介
附件
本文编号：3741039
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
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学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.1.1 空心纳米材料概述
1.1.2 空心纳米材料的合成
1.1.2.1 模板法
1.1.2.2 直接合成法
1.1.3 空心纳米材料的应用
1.1.3.1 电解水
1.1.3.2 超级电容器
1.1.3.3 吸附
1.1.3.4 催化
1.2 论文的选题及主要内容
第二章 空心LDH的构筑及其OER性能研究
2.1 引言
2.2 实验试剂和仪器
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.3 实验部分
2.3.1 ZIF-67的制备
2.3.2 空心NiCoFe-LDH的合成
2.3.3 传统NiCoFe-LDH纳米片的合成
2.4 形貌和结构表征
2.5 电化学测试
2.6 结果与讨论
2.6.1 空心NiCoFe-LDH的设计合成
2.6.2 空心NiCoFe-LDH的表征
2.6.3 空心NiCoFe-LDH的电化学性能研究
2.7 小结
第三章 多层空心LDH的构筑及其OER性能研究
3.1 引言
3.2 主要试剂和仪器
3.3 实验部分
3.3.1 多层核壳ZIF-67@ZIF-8的合成
3.3.1.1 ZIF-67的合成
3.3.1.2 ZIF-67@ZIF-8的合成
3.3.1.3 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67的合成
3.3.1.4 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8的合成
3.3.1.5 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67的合成
3.3.1.6 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8的合成
3.3.2 多层空心LDH的合成
3.3.2.1 单层空心LDH的合成
3.3.2.2 双层空心LDH的合成
3.3.2.3 三层空心LDH的合成
3.3.3 多层空心氧化物的合成
3.3.3.1 单层空心氧化物的合成
3.3.3.2 双层空心氧化物的合成
3.3.3.3 三层空心氧化物的合成
3.4 形貌和结构表征
3.5 电化学测试
3.6 结果与讨论
3.6.1 多层空心LDH/氧化物的设计合成
3.6.2 多层空心LDH的表征
3.6.3 多层空心LDH的电化学性能研究
3.6.4 多层空心氧化物的表征
3.6.5 多层空心氧化物的电化学性能研究
3.7 小结
第四章 总结与展望
4.1 总结
4.2 展望
参考文献
致谢
研究成果
作者和导师简介
附件
本文编号：3741039
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