新型钛金属-有机框架材料的制备及其光催化产氢性能研究

发布时间：2025-01-06 22:47

　　面对严峻的环境污染和能源危机问题,可再生清洁能源对于全球发展是非常需要的,但其开发仍然是一项重大挑战,利用太阳能光催化分解水产氢是最有希望的解决方案之一。金属-有机框架（MOFs）作为一种新型多孔材料,是由金属离子或者金属簇与有机配体通过配位键自组装的一维,二维或者三维晶态多孔材料,因其迷人的结构、可调控的孔径,高的比表面积和可修饰等优点,在光学器件、生物材料、气体储存和分离、二氧化碳催化还原和催化析氢等领域都展现出广阔的应用前景,在能源领域是非常具有潜力的新型材料。TiO₂自从上世纪七十年代被发现可以吸收紫外光分解水产生氢气以来,因其稳定,合成简单,低毒等优点在光催化领域被大量研究,但是由于其禁带宽度较大不能高效利用太阳光,而钛金属离子在光照下具有独特的Ti⁴⁺/Ti³⁺可逆氧化还原特性并且具有极其良好的热、化学稳定性和在水和有机体系中的可重复使用性,是天然的光催化剂,因此将钛离子引入到MOFs中来构建合成Ti-MOFs来应用于光催化是非常具有前景的,但是对于Ti-MOFs的合成,由于钛离子前驱体具有较高的活性和分解性,...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩写、符号清单和术语表
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金属-有机框架材料的起源与发展
        1.2.1 金属-有机框架材料的起源
        1.2.2 金属-有机框架材料的发展
        1.2.3 典型金属-有机框架材料系列
    1.3 钛金属-有机框架材料
        1.3.1 钛金属-有机框架材料的发展
        1.3.2 钛金属-有机框架材料的应用
    1.4 氢能源
        1.4.1 氢能源概述
        1.4.2 氢气制备方法
    1.5 论文选题意义、研究内容及创新点
        1.5.1 选题意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 创新点
第二章 三元羧酸钛金属-有机框架材料的制备及其光催化产氢性能研究
    2.1 研究背景
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器
    2.3 实验内容
        2.3.1 材料合成
        2.3.2 材料表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 ZSTU 系列 MOFs 的结构表征
        2.4.2 ZSTU 系列 MOFs 的性能测试
    2.5 结论
第三章 四元羧酸钛金属-有机框架材料的制备及其光催化产氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验内容
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器
    3.3 实验内容
        3.3.1 材料合成
        3.3.2 材料表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 TCPP-Ti 的结构表征
        3.4.2 TCPP-Ti 的性能测试
    3.5 结论
第四章 石墨烯/Ti-MOF复合材料的制备及其光催化产氢性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验仪器
    4.3 实验内容
        4.3.1 材料合成
        4.3.2 材料表征
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 ZSTU-1@rGO 结构表征
        4.4.2 ZSTU-1@rGO 性能测试
    4.5 结论
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢



本文编号：4024099