本文關(guān)鍵詞：金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)衍生的納米材料及其在電化學(xué)中的應(yīng)用

  更多相關(guān)文章： MIL-88A PBA Fe3O4納米粒子 Co(OH)2 無酶傳感器 電容器

【摘要】：金屬有機(jī)框架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是一類新型多孔材料,它具有功能性的孔道、高的比表面積、穩(wěn)定而多樣的結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。MOFs在選擇性催化、分子識(shí)別、可逆性主客體分子(離子)交換、分離與提純、生物傳感材料、光電材料、磁性材料和芯片等新材料的開發(fā)中都有巨大潛在應(yīng)用價(jià)值。近年來研究人員逐漸將目光從研究MOFs本身性質(zhì)向改進(jìn)和開發(fā)利用MOFs衍生材料方面轉(zhuǎn)移。利用MOFs孔徑、尺寸可調(diào)控和結(jié)構(gòu)、成分多樣化的特點(diǎn)設(shè)計(jì)合成了種類繁多的衍生材料。在本論文中,我們利用不同的MOFs作為前體,通過兩種截然不同的方法---煅燒法和刻蝕法合成了特殊形貌的金屬氧化物復(fù)合材料。第一個(gè)體系以MIL-88A為前體,利用一步燒結(jié)的方法合成了四氧化三鐵與碳的復(fù)合材料。為了研究不同的前體對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的影響,我們通過改變合成條件得到了形貌不同的前體MIL-88A。同時(shí)為了觀察轉(zhuǎn)化過程,將每個(gè)溫度段得到的產(chǎn)物都進(jìn)行了表征。最后我們探討了不同產(chǎn)物在N-乙�；被岬膫鞲衅髦械膽�(yīng)用性能。第二個(gè)工作體系改變了一貫的煅燒合成MOFs衍生金屬氧化物納米材料的方法,采用更溫和的濕化學(xué)法。該方法的優(yōu)點(diǎn)是低能量消耗,反應(yīng)條件容易控制,在金屬氧化物或者其他衍生晶體生長過程中不易出現(xiàn)團(tuán)聚的現(xiàn)象。在該工作中,我們巧妙的選擇雙金屬普魯士藍(lán)類似物(PBA)作為前體,通過金屬含量變化和結(jié)構(gòu)的改變來推測反應(yīng)過程。有趣的是,實(shí)驗(yàn)成功合成了具有內(nèi)部空穴的六面體“盒子”。雖然外殼的成分無法精確判斷,但通過XRD、XPS等表征可以推測其主要成分是鈷的氫氧化物和鈷的氧化物。經(jīng)過刻蝕后的納米顆粒具備對(duì)葡萄糖有很好的氧化催化性能。在第一個(gè)工作體系的基礎(chǔ)上,我們選擇了一種合成條件溫和,產(chǎn)率較高的方法來合成MIL-88A。為了得到MIL-88A的陣列結(jié)構(gòu),第三個(gè)體系中我們用洋麻桿生物碳作為基底:一方面功能化的碳材料可作為物理支撐控制陣列的生長,另一方面該生物碳材料自身具有廉價(jià)易得、多孔、壁薄、質(zhì)地輕等優(yōu)點(diǎn)。我們將有序生長的陣列在適當(dāng)?shù)臏囟认蚂褵?MIL-88A即轉(zhuǎn)化為Fe2O3摻雜的碳棒,作為支撐的生物碳本身具有導(dǎo)電性能,可直接作為一體電極使用,簡化了電極的制備過程。最終我們將所得的復(fù)合材料用作電容器的電極材料進(jìn)行了一系列電化學(xué)性能的測試。
【關(guān)鍵詞】：MIL-88A PBA Fe3O4納米粒子 Co(OH)2 無酶傳感器 電容器
【學(xué)位授予單位】：江西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O646.54;TM53
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 金屬有機(jī)框架材料概述9-14
• 1.1.1 金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)9-11
• 1.1.2 金屬有機(jī)骨架材料的應(yīng)用11-13
• 1.1.3 金屬有機(jī)骨架結(jié)構(gòu)的合成13-14
• 1.2 金屬有機(jī)骨架結(jié)構(gòu)的衍生納米材料14-16
• 1.2.1 金屬有機(jī)骨架衍生的金屬/金屬氧化物材料14-15
• 1.2.2 金屬有機(jī)骨架衍生的多孔碳材料15-16
• 1.2.3 MOFs衍生納米材料的應(yīng)用16
• 1.3 電化學(xué)16-18
• 1.3.1 電化學(xué)傳感器17
• 1.3.2 電容器17-18
• 1.4 本論文研究的目的和意義18-20
• 第二章 基于MIL-88A衍生的Fe_3O_4@C多層級(jí)納米復(fù)合材料在電化學(xué)傳感上的應(yīng)用20-35
• 2.1 引言20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分21-22
• 2.2.1 試劑與儀器21
• 2.2.2 MIL-88A的制備21-22
• 2.2.3 多級(jí)Fe_3O_4@C納米復(fù)合材料的制備22
• 2.2.4 多級(jí)Fe_3O_4@C納米復(fù)合材料修飾電極的制備22
• 2.2.5 實(shí)驗(yàn)過程22
• 2.3 結(jié)果與討論22-34
• 2.3.1 MIL-88A和MIL-88A衍生物的SEM表征22-24
• 2.3.2 MIL-88A的熱穩(wěn)定性24-25
• 2.3.3 MIL-88A和MIL-88A衍生物的X射線衍射表征25-30
• 2.3.4 Fe_3O_4@C400修飾電極對(duì)N-乙酰半胱氨酸的催化氧化30-34
• 2.4 結(jié)論34-35
• 第三章 普魯士藍(lán)類似物衍生的多孔CoO_x·nH_2O納米核殼結(jié)構(gòu)及在葡萄糖傳感器中的應(yīng)用35-47
• 3.1 引言35-36
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分36-37
• 3.2.1 試劑和藥品36
• 3.2.2 普魯士藍(lán)類似物的合成36
• 3.2.3 多孔CoO_x·nH_2O納米核殼結(jié)構(gòu)的合成36-37
• 3.2.4 CoO_x·nH_2O納米核殼結(jié)構(gòu)修飾電極的制備37
• 3.2.5 儀器設(shè)備37
• 3.3 結(jié)果與討論37-46
• 3.3.1 PBA與CoO_x·nH_2O核殼結(jié)構(gòu)的表征37-42
• 3.3.2 CoO_x·nH_2O核殼結(jié)構(gòu)修飾的電極的電化學(xué)行為42-44
• 3.3.3 CoO_x·nH_2O核殼結(jié)構(gòu)修飾的電極的對(duì)葡萄糖的催化氧化44-46
• 3.4 結(jié)論46-47
• 第四章 MIL-88A衍生的Fe_2O_3摻雜的碳棒與生物多孔碳復(fù)合材料在電容器中的應(yīng)用47-59
• 4.1 引言47-48
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分48-49
• 4.2.1 試劑與藥品48
• 4.2.2 三維功能化洋麻桿生物碳 (3D-FKSC)與 3D-FKSC/MIL-88A的制備48-49
• 4.2.3 3D-FKSD /Fe_2O_3復(fù)合材料的制備49
• 4.2.4 3D-FKSC/ Fe_2O_3復(fù)合材料電極的制備49
• 4.2.5 實(shí)驗(yàn)儀器49
• 4.3 結(jié)果與討論49-57
• 4.3.2 FKSC/MIL-88A生長的探究52-54
• 4.3.3 FKSC/Fe_2O_3復(fù)合材料表征54-55
• 4.3.4 FKSC/Fe_2O_3復(fù)合材料在電容器上的應(yīng)用55-57
• 4.4 結(jié)論57-59
• 論文總結(jié)59-60
• 參考文獻(xiàn)60-73
• 致謝73-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果74-75
• 作者簡介75

【共引文獻(xiàn)】

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