面向清洁能源应用的共价有机聚合物的分子设计与制备

发布时间：2024-06-02 13:39

　　现如今,全球能源需求的增长和传统能源对环境的影响,对人类健康、能源安全和环境保护发出了严峻的挑战。为了应对这种挑战,一个有前途的解决方案就是引入清洁能源的相关技术体系。清洁能源是指对能源清洁、高效、系统化应用的技术体系,比如用于清洁发电的燃料电池和可以高效吸附二氧化碳等气体的多孔材料。燃料电池技术可以提供清洁和持续的电能,是通过电化学反应将氧气还原并将燃料氧化成水作为唯一的副产物来直接发电的。这种能量转换技术的能量转换效率高,无污染,有着潜在的大规模应用前景,现已受到了广泛的关注与研究。然而铂(Pt)基催化剂的诸多弊端,使得研究者们需要获得一些资源较为丰富、成本较低、有着与Pt相近甚至是优于Pt的催化氧气还原反应(ORR)的性能的新材料。此外,二氧化碳的去除,特别是去除天然气等重要气体当中的二氧化碳,从能源和环境的角度来看,同样是相当重要的。当前,从天然气当中去除二氧化碳的方法多为高成本和低效率的,这对新型多孔材料的研发同样提出了要求。若是有一种材料,在分子设计层面上,既可以满足燃料电池技术的需求,又可以满足二氧化碳的合适吸附剂的需求,那将会是非常理想的。基于第一性原理和密度泛函理论(...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１１氧气还原反应的机理［１００］??Ｆｉｇ．?１－１１?Ｔｈｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｏｘｙｇｅｎ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?［１００］??

?北京化工大学博士学位论文???１．５．１．２二电子与四电子氧气还原反应过程??〇２?？?１１，０?＋?２Ｃ￣?＾?ＨＯｊ－?＋?０Ｈ￣??？?Ｈｙ＾ｇｅｎ．?Ｈ／??？?Ｖ＾?〇２?＋?４１！?＋?４ｅ￣?？?２Ｈ２０?（ｆｉｏｕ＾ｉｔｅ＾ｐＫｏｃ＾??？?＾?°２?＋?２Ｈ、....

图２－１二维非封闭共轭的共价有机聚合物的分子结构（ａ，ＣＯＰ－Ａ２；ｂ，ＣＯＰ－Ａ３；ｃ，ＣＯＰ＿３）；灰色??

?第二章用于催化ＯＲＲ的非封闭共轭ＣＯＰ的分子设计与制备???在手套箱中，活化的ＭＯＦ－１８０?（０．１２?ｇ）和单体Ｍｅｓｏ－四苯基卟啉（０．１２?ｇ，０．２??ｍｍｏｌ）在溶剂中搅拌３小时，使单体进入ＭＯＦ－１８０的空腔中。然后在５８?°Ｃ下加入??小分子ＡｌＣｂ?（０．５?....

图２－２三嗪环掺杂的二维非封闭共轭的共价有机聚合物的分子结构（ｉＣＯＰ－Ａｌ－ＳＮＡＣＯＰ－ＡＳ－??

?北京化工大学博士学位论文???（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??图２－２三嗪环掺杂的二维非封闭共轭的共价有机聚合物的分子结构（ｉＣＯＰ－Ａｌ－ＳＮＡＣＯＰ－ＡＳ－??ＳＮ＾ＯＭＭ）；?灰色的原子代表碳原子，蓝色的原子代表氮原子，白色的原子代表氧原子??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｍｏｌｅ....

图２－７二维非封闭共轭的共价有机聚合物的自由能曲线数据图（样图，不含Ｃ０Ｐ＊４）??Ｆｉｇ．２－７．?Ｆｒｅｅ?ｅｎｅｒｇｙ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｕｎｃｌｏｓｅｄ?ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ?ＣＯＰｓ??（Ｓａｍｐｌｅ，?ｎｏｔ?ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ?ＣＯＰ－４）??

＾?０２？＊?ＯＯＨ＊?＼＼?Ｓ?、．??Ｉｊ．?＼?Ｉ４＇?、．、．——、??ｇ?ｇｊ．?〇？?＼??Ｕｉ?２?〇＊?＼Ｖ?Ｕｉ?＼?ＯＨ＊??８，???８２＇?ｆ?．、．、?＂?？—、、??？，．／??ＸｌｆｉＳＬ?０?？＿」??－１?１－．?ｔ?ｌｌ?Ｉ?－？■?Ｉ?！！＊....

本文编号：3987327