特定聚合物导向介孔材料的合成与应用

发布时间：2023-10-21 13:26

　　介孔材料凭借其超高的比表面积、非常大的孔容、特殊的孔道结构、精确可控的孔尺寸等本征属性,在能源存储与转换、催化、生物医药、吸附与分离等热点领域有着巨大的应用前景。经过二十多年的研究与发展,硅基介孔材料的合成已经较为成熟,然而,非硅基介孔材料的设计合成依然存在如下挑战:(1)拓展介孔材料的合成体系。与硅基前驱体相比,非硅基前驱体(尤其是金属氯盐和金属醇盐)的水解和缩聚过程是难以控制的。因此,非硅基介孔材料的合成只适用于有机溶剂合成体系;(2)实现介孔材料的晶体结构与孔结构的精确调控;(3)开发低成本、高产量的合成策略,推动介孔材料的工业化。介孔材料的合成需要使用昂贵的表面活性剂或者嵌段共聚物作为模板剂,它们的合成周期长达几天甚至一周的时间,极大地限制了介孔材料的大规模生产和工业化应用。(4)丰富介孔材料家族的成员,开发结构新颖的介孔材料。现有的分子自组装技术和纳米浇铸工艺已经不适用于合成结晶温度超高的、结构复杂的介孔材料,例如钠离子超导体材料、钙钛矿材料、尖晶石材料等。因此,为了满足日益增长的应用需求,需要不断地探索和开发合成结构复杂的介孔材料的新策略。本论文以优化介孔材料的合成为主旨,...

【文章页数】：141 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 介孔材料的简介
    1.2 介孔材料的合成方法
        1.2.1 软模板法
        1.2.2 硬模板法
        1.2.3 无模板法
    1.3 介孔材料的分类
        1.3.1 介孔硅基材料
        1.3.2 介孔碳材料
        1.3.3 介孔金属氧化物材料
        1.3.4 介孔金属
    1.4 介孔材料的应用
        1.4.1 锂离子电池
        1.4.2 锂硫电池
        1.4.3 气体传感
        1.4.4 催化
        1.4.5 吸附与分离
    1.5 选题的目的与意义
    1.6 本论文所使用的表征仪器和型号
    参考文献
第2章 聚合物导向自组装策略合成超高比表面积的介孔金属氧化物
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 光催化活性测试
        2.2.4 光电化学性质测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 聚合物导向自组装法合成介孔TiO₂ 及其结构和形貌表征
        2.3.2 合成机理研究
        2.3.3 普适性研究
        2.3.4 介孔TiO₂ 的光催化性能研究
    2.4 本章小结
    参考文献
第3章 晶体结构可调的介孔TiO₂同质异形体的可控合成及其光催化水裂解制氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验步骤
        3.2.3 光催化活性测试
        3.2.4 光电化学性质测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 TiO₂ 同质异形体的晶体结构和介观结构表征
        3.3.2 介孔TiO₂ 同质异形体的光催化性能研究
        3.3.3 光催化机理研究
        3.3.4 三相TiO₂ 的能带结构及其可能的电荷转移方式
    3.4 本章小结
    参考文献
第4章 大规模无溶剂方法学合成介孔材料
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验步骤
        4.2.3 电化学性质测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 无溶剂自组装策略批量合成介孔材料及其结构和形貌表征
        4.3.2 合成机理研究
        4.3.3 普适性研究
        4.3.4 电化学性能研究
    4.4 本章小结
    参考文献
第5章 聚合物辅助的调幅分解策略合成相互连通的等级孔聚阴离子型材料及其钠离子电池性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 实验试剂
        5.2.2 实验步骤
        5.2.3 电化学性质测试
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 3DP-NVP@C的结构和形貌表征
        5.3.2 合成机理研究
        5.3.3 普适性研究
        5.3.4 电化学性能研究
    5.4 本章小结
    参考文献
第6章 结论与展望
作者简介
博士在读期间所获奖励
攻读博士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3855919