MOFs因其有序的連接結(jié)構(gòu),易于調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)模式和大的比表面積使其在催化、光電傳感、化學(xué)分離和氫氣儲(chǔ)存等方面具備良好的應(yīng)用基礎(chǔ)與研究價(jià)值。近來,將MOFs應(yīng)用于模板制備電化學(xué)能量存儲(chǔ)的多孔炭材料方面的研究得到了廣泛的關(guān)注。本文設(shè)計(jì)合成了系列MOFs功能材料,用其作為前驅(qū)體制備氧還原反應(yīng)（ORR）多孔炭基催化劑并對(duì)兩種新穎MOFs材料探討了其光致變色和光控電導(dǎo)方面特性。主要的研究結(jié)果如下:（1）通過煅燒納米級(jí)Fe-MOF-5制備了具有豐富介孔的無摻雜炭（PCs）催化劑。拉曼光譜分析表明,隨著溫度的升高,碳缺陷逐漸形成。PCs的形貌繼承了前驅(qū)體Fe-MOF-5的特征,最終制備的炭具有高的比表面積和介孔分布。XPS和EDX譜表明PC-800和-900僅含有碳和氧元素。sp2碳框架中的碳缺陷的形成可能源自在煅燒過程中氧原子的移除。電化學(xué)分析表明PC-800和-900具有最好的ORR性能,同時(shí)它們也具有最高的碳缺陷,其性能超越了商業(yè)炭材料。相互印證的實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示了碳缺陷對(duì)ORR活性的重要貢獻(xiàn)。（2）使用穿插結(jié)構(gòu)MOF,[Zn2（TPT）（BDC）2]·H2O（SCUT-11,TPT=三（4-吡啶基... 

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 金屬有機(jī)框架(MOFs)材料概述
    1.2 MOFs及其派生電催化材料概述
    1.3 MOFs及其派生物在氧還原(ORR)電催化劑中的應(yīng)用
        1.3.1 MOFs派生的炭材料
        1.3.2 MOFs派生的非貴金屬/炭材料
        1.3.3 MOFs派生的貴金屬材料
        1.3.4 MOFs材料
    1.4 本課題的研究背景及意義、研究思路和內(nèi)容
        1.4.1 研究背景及意義
        1.4.2 研究思路和內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與表征方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 化學(xué)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 表征方法
        2.2.1 物理化學(xué)表征
        2.2.2 電化學(xué)性能表征
第三章 以MOF-5為前體制備的多孔炭材料及其ORR性能的研究
    3.1 引言
    3.2 材料制備
        3.2.1 Fe-MOF-5的合成
        3.2.2 多孔炭材料(PC)的合成
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 材料的物理化學(xué)表征
        3.3.2 材料的電化學(xué)表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 穿插結(jié)構(gòu)MOF派生N摻雜層次介孔炭材料的制備及其ORR性能研究
    4.1 引言
    4.2 材料制備
        4.2.1 SCUT-11的制備
        4.2.2 氮摻雜層次介孔炭材料(NHMC)的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 材料的物理化學(xué)表征
        4.3.2 材料的電化學(xué)活性表征
    4.4 本章小結(jié)
第五章 以氮硫MOF為前體制備雙摻雜介孔炭材料及其ORR性能研究
    5.1 引言
    5.2 材料制備
        5.2.1 SCUT-12, N-MOF和S-MOF的合成
        5.2.2 氮硫共摻雜介孔炭材料(NSMC),氮摻雜介孔炭材料(NMC),硫摻雜介孔炭材料(SMC)的制備
        5.2.3 單晶結(jié)構(gòu)分析
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 材料的物理化學(xué)表征
        5.3.2 材料的電化學(xué)活性表征
    5.4 本章小結(jié)
第六章 光致變色-光控電導(dǎo)晶體材料的設(shè)計(jì)、合成與表征
    6.1 引言
    6.2 材料制備
        6.2.1 化合物[Zn_2(TDC)_2(TPT)]·H_2O(1)的合成
        6.2.2 化合物[Zn_4(BTC)_3(μ_3-OH)(H_2O)_3] [(CH_3NH_2CH_3)(PV)_(1/2)]·5H_2O(2)的合成
        6.2.3 化合物1和2的單晶結(jié)構(gòu)分析
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 單晶結(jié)構(gòu)描述
        6.3.2 化合物1的物理化學(xué)表征
        6.3.3 化合物2的物理化學(xué)表征
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2D MOF Nanoflake-Assembled Spherical Microstructures for Enhanced Supercapacitor and Electrocatalysis Performances[J]. Huicong Xia,Jianan Zhang,Zhao Yang,Shiyu Guo,Shihui Guo,Qun Xu.  Nano-Micro Letters. 2017(04)
[2]含氮前驅(qū)體對(duì)氮雜有序介孔炭材料及其氧還原電催化性能的影響（英文）[J]. 李小花,萬凱,劉全兵,樸金花,鄭育英,梁振興.  催化學(xué)報(bào). 2016(09)
[3]銅基非貴金屬氧還原電催化劑的研究進(jìn)展（英文）[J]. 杜誠,高小惠,陳衛(wèi).  催化學(xué)報(bào). 2016(07)
[4]氮摻雜的碳材料中石墨化氮和吡啶氮對(duì)氧還原反應(yīng)的催化特性（英文）[J]. 劉京,宋平,阮明波,徐維林.  催化學(xué)報(bào). 2016(07)
[5]MOF（Fe）的制備及其氧氣還原催化性能[J]. 宋國強(qiáng),王志清,王亮,李國儒,黃敏建,銀鳳翔.  催化學(xué)報(bào). 2014(02)



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