隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展,環(huán)境污染和能源短缺成為全球關(guān)注的問題。針對特定體系,設(shè)計和構(gòu)建高效催化劑,實現(xiàn)清潔能源存儲和轉(zhuǎn)化以及高效的污染物去除,是解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的一個有效手段。多孔復(fù)合材料是一類重要的催化劑,對反應(yīng)中催化效率的提升有著實際的意義。一方面,復(fù)合催化劑活性催化成分進(jìn)一步得到分散,可以有效阻止催化劑活性組分在催化反應(yīng)過程中的團(tuán)聚作用,從而提高其穩(wěn)定性。同時催化反應(yīng)過程可能產(chǎn)生更多的不飽和配位環(huán)境,使得催化活性中心更加暴露,從而提升復(fù)合材料的催化活性。另一方面,載體的特定成分和空間結(jié)構(gòu),賦予其輔助催化作用,共同產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)或模板化作用,提高多孔負(fù)載催化劑的催化性能。因此,本論文將金屬有機(jī)框架結(jié)構(gòu)(MOFs)、生物炭多孔載體與活性催化組分相復(fù)合,設(shè)計和制備了一系列多孔復(fù)合催化劑,探索其在電催化能源轉(zhuǎn)化與存儲、化學(xué)催化去除水中污染物等方面的應(yīng)用,并通過結(jié)合第一性原理計算,輔以同步輻射X射線吸收譜等表征手段,探究材料的組成及形貌對催化性能的影響,揭示催化反應(yīng)過程及其機(jī)理。本論文主要包括如下內(nèi)容:1.MOFs封裝鈀納米材料的設(shè)計合成及其催化應(yīng)用。采用多孔ZIF-67材料,通過...

【文章頁數(shù)】：127 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 引言
    1.2 多孔復(fù)合材料
        1.2.1 金屬有機(jī)骨架多孔材料
        1.2.2 生物炭多孔材料
    1.3 多孔復(fù)合材料的合成及表征
        1.3.1 金屬有機(jī)骨架復(fù)合材料的合成
        1.3.2 生物炭復(fù)合納米催化劑的合成
        1.3.3 多孔復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特性
    1.4 多孔復(fù)合材料的催化性能優(yōu)化
    1.5 本論文的研究內(nèi)容、目的和意義
        1.5.1 研究的目的和意義
        1.5.2 主要的研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第二章 金屬有機(jī)骨架封裝鈀納米材料的設(shè)計合成及其催化應(yīng)用
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 材料制備
        2.2.2 表征方法
        2.2.3 催化活性測試
    2.3 結(jié)果和討論
        2.3.1 Pd@ZIF-67材料的結(jié)構(gòu)特征分析
        2.3.2 Pd@ZIF-67材料的催化性能評價
        2.3.3 Pd@ZIF-67材料的催化機(jī)理研究
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 鐵氮共摻雜生物炭材料的設(shè)計合成及其電催化性能
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料制備
        3.2.2 表征方法
        3.2.3 實驗測試
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 Fe-N/biochar材料的結(jié)構(gòu)特征
        3.3.2 Fe-N/biochar催化電芬頓降解磺胺嘧啶性能評價
        3.3.3 Fe/N/biochar催化機(jī)理及其循環(huán)穩(wěn)定性
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 Pd@PdO-Co₃O₄納米立方體材料的設(shè)計合成及其電催化性能
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 材料制備
        4.2.2 表征方法
        4.2.3 電化學(xué)測試
        4.2.4 DFT理論計算
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 Pd@PdO-Co₃O₄的合成與表征
        4.3.2 Pd@PdO-Co₃O₄的理論計算結(jié)果
        4.3.3 Pd@PdO-Co₃O₄的OER電化學(xué)性能
        4.3.4 Pd@PdO-Co₃O₄的ORR電化學(xué)性能
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 論文特色
    5.3 思考與展望
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與其他研究成果



本文編號：3829844