MOFs材料的改性及其对二氧化碳电化学还原催化性能的研究

发布时间：2024-01-26 19:36

　　20世纪以来,科技的发展和进步导致人类对化石燃料的需求日益增长,也导致了大量的二氧化碳排放。大量的温室气体必然导致一系列的环境问题,如何减少二氧化碳排放或者将其转化为有用的化学品是解决这一问题的有效途径。因此开发高效的二氧化碳还原催化剂是研究者们努力的方向。金属有机框架材料(MOFs)具有可调控的孔道结构、大的比表面积、明确的金属位点及晶体结构等优点,一些MOFs材料对二氧化碳也具有较强的选择性吸附性能,是潜在的二氧化碳还原反应催化材料。然而大部分MOFs材料缺少良好的电子传输能力,因此对MOFs材料进行改性从而提高其电子传递效率是解决这一问题的有效途经。基于上述背景,本文将以MOFs材料作为基础,使用以下方法对其进行修饰改性,以提高其电催化二氧化碳还原能力。1.以UiO-67为对照,通过一锅法,使用泡沫铜为铜源合成掺杂金属Cu的MOF(UiO-67-Cu),利用泡沫铜这种存在大量孔洞的新型材料对MOF进行修饰,使得MOF拥有更多的金属催化位点。相比没有Cu掺杂的UiO-67,其催化性能有了大幅度的提升,由此可见,铜位点的引入使得UiO-67-Cu具有了良好的电催化CO₂

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 二氧化碳电化学还原
    1.3 金属有机框架材料
    1.4 选题依据
第二章 铜改性UiO-67制备及其对电催化还原二氧化碳的影响
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 负载型MOFs材料制备
        2.2.4 工作电极制备
        2.2.5 电化学测试
        2.2.6 产物分析及计算
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 催化剂物相与形貌表征
        2.3.2 催化剂CO₂RR性能研究
    2.4 本章小结
第三章 聚吡咯增强MOF-545-Co导电性能及其对电催化还原二氧化碳的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 负载型MOFs材料制备
        3.2.4 工作电极制备
        3.2.5 电化学测试及评价方法
        3.2.6 产物分析及计算
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 催化剂物相与形貌表征
        3.3.2 催化剂CO₂RR性能研究
    3.4 本章小结
第四章 MOF-545-Cu/PAN复合纤维为前驱体制备Cu掺杂的N/C复合材料及其对电催化还原二氧化碳的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 静电纺丝技术
        4.2.4 负载型MOFs材料制备
        4.2.5 工作电极制备
        4.2.6 电化学测试及评价方法
        4.2.7 产物分析及计算
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 催化剂物相与形貌表征
        4.3.2 催化剂CO₂RR性能研究
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢



本文编号：3885569