多孔碳具有良好的導(dǎo)電性、大的比表面積和優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,因此它常常被用作催化劑的載體材料。貴金屬材料目前具有最佳的催化效果,但由于其價格比較昂貴,限制了它的實(shí)際應(yīng)用,因此,發(fā)展非貴金屬催化劑,尤其是過渡金屬催化劑已成為電化學(xué)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。本文制備了幾種過渡金屬/多孔碳復(fù)合材料,多孔碳獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)有利于提高過渡金屬的分散性,暴露更多的活性位點(diǎn),進(jìn)而提高了復(fù)合材料的電催化性能。而且,當(dāng)過渡金屬封裝在多孔碳中時,可以提高催化劑在催化和酸洗過程中的穩(wěn)定性。本論文以石墨烯氣凝膠、大孔碳和多孔碳纖維三種多孔碳材料為載體,制備了幾種過渡金屬/多孔碳復(fù)合材料,分別為石墨烯氣凝膠負(fù)載氮化鎳的復(fù)合材料(Ni₃N/GA)、大孔碳負(fù)載以鋯離子為中心、鐵卟啉為配體的金屬有機(jī)框架的復(fù)合材料(Zr-PorMOF/MPC)、多孔碳纖維負(fù)載鈷鐵硒化物的復(fù)合材料(CoFe₂Se₄/PCF)和多孔碳纖維負(fù)載鐵鈷合金的復(fù)合材料(FeCo@PCNF-T)。將這些復(fù)合材料修飾電極用于電分析和氧還原(ORR)研究。具體內(nèi)容如下:(1)我們先后通過水熱反應(yīng)、冷凍...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 前言
    1.2 多孔碳材料的分類及制備
        1.2.1 多孔碳材料的分類
        1.2.2 多孔碳材料的制備
    1.3 過渡金屬/多孔碳材料的研究進(jìn)展
        1.3.1 過渡金屬或過渡金屬合金/多孔碳材料
        1.3.2 過渡金屬化合物/多孔碳材料
        1.3.3 含過渡金屬的MOFs和類普魯士藍(lán)(PBAs)/多孔碳材料
    1.4 過渡金屬/多孔碳材料在電化學(xué)中的應(yīng)用
        1.4.1 過渡金屬/多孔碳材料在電分析中的應(yīng)用
        1.4.2 過渡金屬/多孔碳納米復(fù)合材料氧還原催化劑的研究進(jìn)展
        1.4.3 過渡金屬/多孔碳納米復(fù)合材料在電催化水分解、鋰離子電池、超級電容器等方面的應(yīng)用
    1.5 本工作的意義
第二章 基于3D石墨烯氣凝膠/Ni₃N納米顆粒的新型無酶葡萄糖和過氧化氫傳感器..
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)
        2.2.1 試劑和儀器
        2.2.2 Ni₃N/GA-x和GA制備
        2.2.3 修飾電極的制備
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 表征Ni₃N/GA-x
        2.3.2 電催化氧化葡萄糖
        2.3.3 電催化還原H₂O
    2.4 結(jié)論
第三章 卟啉金屬有機(jī)框架/大孔碳復(fù)合材料在電催化中的應(yīng)用
    3.1 前言
    3.2實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 試劑和儀器
        3.2.2 MPC的制備
        3.2.3 Zr-PorMOF和Zr-PorMOF/MPC的制備
        3.2.4 修飾電極的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 表征MPC、Zr-PorMOF和Zr-PorMOF/MPC-x
        3.3.2 Zr-PorMOF/MPC/GCE電催化還原H₂O2

        3.3.3 Zr-PorMOF/MPC/GCE電催化氧化UA、XA和 HX
    3.4 結(jié)論
第四章 鈷-鐵硒化物嵌入多孔碳納米纖維中用于同時電化學(xué)檢測鄰苯二酚、間苯二酚和對苯二酚
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 試劑和儀器
        4.2.2 CoFe-PBA的合成
        4.2.3 制備PAN/CoFe-PBA/CaCO₃納米纖維和CoFe₂Se₄/PCF
        4.2.4 制備修飾電極
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 所制備催化劑的表征
        4.3.2 CoFe₂Se₄/PCF-2對HQ、CC和RC的電催化氧化
        4.3.3 掃描速度的影響
        4.3.4 pH值的影響
        4.3.5 CoFe₂Se₄/PCF-2/GCE對HQ、CC和RS的定量分析
        4.3.6 選擇性和穩(wěn)定性研究
        4.3.7 實(shí)際樣品分析
    4.4 結(jié)論
第五章 類普魯士藍(lán)衍生物鐵鈷合金嵌入氮摻雜多孔碳納米纖維用于酸堿溶液中高效氧還原反應(yīng)
    5.1 前言
    5.2 實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 試劑和儀器
        5.2.2 CoFe-PBA的合成
        5.2.3 PAN/CoFe-PBA/CaCO₃納米纖維和FeCo@PCNF-T納米纖維的制備
        5.2.4 制備修飾電極
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 FeCo@PCNF-800催化劑的表征
        5.3.2 FeCo@PCNF-T催化劑在堿性和酸性電解質(zhì)中的ORR活性
    5.4 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間公開發(fā)表論文情況



本文編號：3774147

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