金属有机框架热解法制备杂原子掺杂的金属间化合物/碳基复合纳米材料及电催化性能研究

发布时间：2024-07-02 20:38

　　金属间化合物纳米颗粒因其原子结构有序排列,相比固溶体合金展现出高催化活性和强稳定性。同时,将功能性纳米材料封装在适当厚度碳层中不仅能有效抑制纳米颗粒的团聚以及合金中过渡金属的溶出,而且还能够调谐电子结构,在电催化反应中发挥巨大作用。此外,通过在金属颗粒上或碳载体中掺杂适量p区元素(B、N、P等)改变催化剂的电子结构和表面结构进而影响其电化学性能。然而,如何通过简便的方法来构建这种杂原子掺杂的碳封装金属催化剂复合材料在合成上是一大挑战。金属有机框架(metal organic frameworks,MOFs)是由金属离子或金属团簇与有机配体自组装形成的具有周期性结构的多孔配位聚合物。一方面,MOFs中含有大量空腔,可容纳其他功能物质(如纳米颗粒、团簇、量子点、酶等)形成复合材料;另一方面,MOFs结构可调,配体种类丰富,含有诸多杂原子,很容易在热解时对产物进行掺杂。因此,MOFs被认为是制备杂原子掺杂的金属/C复合纳米材料理想的前驱物。为此,本文提出以Pt@ZIF-8为前驱物,通过热解法制备杂原子掺杂的碳封装的金属间化合物(PtZn@NC)复合纳米材料,在此基础上系统研究这种复合结构在氧...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 燃料电池简介
    1.2 Pt基纳米材料电催化剂在燃料电池中的应用
    1.3 金属有机框架模板法合成金属/C复合材料
        1.3.1 以MOFs为模板法合成单原子/C复合材料
        1.3.2 以MOFs为模板合成单金属/C复合材料
        1.3.3 以MOFs为模板合成合金/C复合材料
        1.3.4 MOFs衍生的杂原子掺杂
    1.4 本论文的选题背景和主要研究内容
    参考文献
第二章 PtZn金属间化合物@氮掺杂碳(PtZn@NC)复合纳米材料的制备及其电催化性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 仪器表征
        2.2.4 电化学性能测试
    2.3 结果和讨论
        2.3.1 不同温度下PtZn@NC纳米材料的合成及表征
        2.3.2 不同温度下10%-PtZn@NC电催化性能测试
        2.3.3 不同Pt含量的PtZn@NC纳米材料的合成及表征
        2.3.4 不同Pt含量下PtZn@NC-800℃电催化性能测试
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 PtZn金属间化合物@氮掺杂碳(PtZn@NC)复合纳米材料的p区元素(B、P)掺杂以及电催化性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验步骤
        3.2.3 仪器表征
        3.2.4 电化学性能测试
    3.3 结果和讨论
        3.3.1 B掺杂PtZn@NC的合成表征及性质研究
        3.3.2 P掺杂PtZn@NC的合成表征及性质研究
    3.4 本章小结
    参考文献
总结与展望
攻读硕士期间发表的SCI论文
致谢



本文编号：3999979