發(fā)展清潔能源技術是解決能源和環(huán)境危機的關鍵所在。以鋰/鈉離子電池和電催化析氧反應為代表的電化學能源存儲與轉換技術,因其高轉化效率以及環(huán)境友好的特性受到了廣泛關注。雖然電化學反應的機理不同,但高反應活性和穩(wěn)定性優(yōu)異的電化學活性材料對這些電化學反應的性能提升都十分關鍵。因此,合理設計和定向合成具有精細結構的電化學活性材料對電化學能源存儲與轉換技術的發(fā)展顯得尤為重要。金屬-有機框架材料是一類由金屬中心和有機配體自組裝形成的功能性多孔材料。本文開發(fā)了一類以金屬-有機框架材料為前驅體制備多功能電極材料的方法,充分體現了金屬-有機框架材料模板法的高度可調控性以及普適性。此外,系統(tǒng)研究了金屬-有機框架衍生的電極材料在析氧反應和鋰/鈉離子電池方面的電化學性能。主要成果如下:（1）利用鈷基金屬-有機框架材料為前驅體制備了 CoSe2中空微球。中空結構為電催化劑和電解液之間的快速傳質和電荷轉移提供了空間;分散良好的CoSe2納米顆粒附著在微球上,為催化反應提供了豐富的活性位點。作為析氧反應的電催化劑,優(yōu)化后的CoSe2-450在10 mA cm-2的電流密度下過電位為330 mV,Tafel斜率可達79 ... 

【文章頁數】：130 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 金屬-有機框架材料概述
        1.2.1 金屬-有機框架材料簡介
        1.2.2 金屬-有機框架材料的特點
        1.2.3 金屬-有機框架材料的制備
        1.2.4 金屬-有機框架材料的應用
    1.3 金屬-有機框架衍生材料
        1.3.1 金屬-有機框架衍生的多孔碳
        1.3.2 金屬-有機框架衍生的無機物
        1.3.3 金屬-有機框架衍生的復合材料
    1.4 金屬-有機框架衍生材料在電化學相關領域中的應用
        1.4.1 二次離子電池
        1.4.2 超級電容器
        1.4.3 電催化反應
    1.5 選題依據及研究內容
2 MOF衍生的CoSe_2中空微球制備及其析氧性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 物理性能表征及電化學性能測試
        2.2.3 CoSe_2中空微球的制備
    2.3 結果與討論
        2.3.1 CoSe_2中空微球的表征
        2.3.2 CoSe2中空微球的電催化性能
    2.4 本章小結
3 MOF衍生的分級Co_2Ni@NC納米顆粒制備及其析氧性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 物理性能表征及電化學性能測試
        3.2.3 析氧反應計算
        3.2.4 Co_2Ni@NC納米顆粒的制備
    3.3 結果與討論
        3.3.1 Co_2Ni@NC納米顆粒的表征
        3.3.2 Co_2Ni@NC納米顆粒的電催化性能
    3.4 本章小結
4 MOF衍生的氮摻雜硒化鋅/還原氧化石墨烯復合材料的制備及其儲鋰/鈉性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 物理性能表征及電化學性能測試
        4.2.3 N-ZnSe@rGO復合材料的制備
    4.3 結果與討論
        4.3.1 N-ZnSe@rGO復合材料的表征
        4.3.2 N-ZnSe@rGO復合材料的鋰電負極性能
        4.3.3 N-ZnSe@rGO復合材料的鈉電負極性能
    4.4 本章小結
5 MOF衍生的CoP-NC@MXene三明治狀復合材料的制備及其儲鋰/鈉性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗材料
        5.2.2 物理性能表征及電化學性能測試
        5.2.3 鋰離子遷移能壘計算
        5.2.4 CoP-NC@Ti_3C_2T_x復合材料的制備
    5.3 結果與討論
        5.3.1 CoP-NC@Ti_3C_2T_x復合材料的表征
        5.3.2 CoP-NC@Ti_3C_2T_x復合材料的鋰電負極性能
        5.3.3 CoP-NC@Ti3C2Tx復合材料的鈉電負極性能
    5.4 本章小結
6 結論、創(chuàng)新點與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數據集



本文編號：3676842