石墨烯為單原子層厚二維材料,其電子、光學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能優(yōu)異且具有大的比表面積,因而在電化學(xué)、催化、透明導(dǎo)電薄膜、超級電容器、場效應(yīng)晶體管、金屬離子電池、太陽能電池、氫氣存儲介質(zhì)、生物傳感器、復(fù)合材料等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景�；谑﹥�(yōu)異的導(dǎo)電性能,我們首先制備了一種高電導(dǎo)率的石墨烯材料,并做如下兩項工作:將石墨烯進(jìn)行邊緣共價有機(jī)修飾,修飾后的石墨烯材料可作為制造傳感器的基礎(chǔ)材料;將石墨烯材料與金屬有機(jī)骨架（MOF）復(fù)合,并將其用于催化還原CO2。在石墨烯的多種制備方法中,我們選用氧化-還原法制備,該法即可以保留石墨烯上的某些官能團(tuán)又可以獲得較高的電導(dǎo)率。我們采用改進(jìn)Hummers法,不引入硝酸鈉,以高錳酸鉀與石墨粉質(zhì)量比9:1為原料,濃硫酸為溶劑更安全高效地制備氧化石墨烯（GO）,避免高溫氧化時大量破壞石墨的面內(nèi)共軛結(jié)構(gòu)。采用氫碘酸法、氫碘酸乙醇法、氫碘酸乙酸法三種途徑來制備還原氧化石墨烯（rGO）,比較發(fā)現(xiàn)氫碘酸乙酸還原法是溫和高效的還原策略,即在一定量醋酸及55%的氫碘酸的混合液中,氧化石墨烯粉末在40℃下還原1 d,其電導(dǎo)率達(dá)14600 S/m,高于其它兩種還原體系。通過改進(jìn)... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：49 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３?ＭＯＦ結(jié)構(gòu)可能的催化位點??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｐｏｓｓｉｂｌｅ?ｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｓｉｔｅｓ?ｏｆ?ＭＯＦ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??１．２．２基于金屬簇催化還原Ｃ０２??

１緒論????１２５具有良好光電性質(zhì)，可以作為一個優(yōu)秀的光催化劑。??＾ｐ＊ｑ＾??圖１．４?ＭＩＬ－１２５結(jié)構(gòu)圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．４?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＭＩＬ－１２５??Ｆｕ等人進(jìn)一步研究了?ＭＩＬ－１２５在光催化還原Ｃ０２上的應(yīng)用［５〇］。在乙腈中，以三??乙醇胺為犧牲劑，在可見光照射下進(jìn)行，將Ｃ０２的光催化還原成ＨＣＯＯ－，１０小時產(chǎn)生??了?８．４叫〇１?ＨＣ００－。同時，Ｆｕ等人又提出了催化過程的機(jī)理，ＭＩＬ－１２５在可見燈照射??下產(chǎn)生光生電子和空穴，三乙醇胺將電子轉(zhuǎn)移到ＭＩＬ－１２５的空穴上，發(fā)生氧化反應(yīng)；同??時，ＭＩＬ－１２５將電子轉(zhuǎn)移給Ｃ０２，將Ｃ０２還原成ＨＣＯＯ－。此項研宄為ＭＯＦ光催化還原??Ｃ０２開辟了新的道路。??鋯和鈦屬于同一亞群，它們的陽離子形式具有相同的ｄ。構(gòu)象。Ｚｒ－Ｏ簇中的Ｚｒ離??子可以從Ｚｒ４＋轉(zhuǎn)變到Ｚｒ３＋，因此，Ｚｉ？基ＭＯＦｓ也是一個理想的多孔光催化劑。??李朝暉課題組，合成了?Ｍ０Ｆ［Ｚｒ６０４（０Ｈ）４（０２Ｃ－Ｃ６Ｈ４－Ｃ０２）６］，名為?ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）是由次級??單元結(jié)構(gòu)Ｚｒ６０４（０Ｈ）４和苯甲酸配位連接［５１］。ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）與ＭＩＬ－１２５（Ｔｉ）具有相似的拓?fù)??結(jié)構(gòu)，且Ｚｒ＾／Ｚｒ３—在ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）中的氧化還原電位比Ｔｉ４＋／Ｔｉ３＋在ＭＩＬ－１２５（Ｔｉ）中的氧化還??原電位更低，有更強(qiáng)的還原能力。通過取代反應(yīng)，將ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）與２－氨基對苯二甲酸混??合，可以得到ＮＨ２－ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）。通過氮氣吸附表征，得到ＮＨ２－ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）的ＢＥＴ和??Ｌａｎｇｍｕｉｒ的比表面積分別為７７８和１０２７?

１緒論????ＬＡ??＇？？．ＴＥＯＡ夕＊?�。郑瑁悌柀枺�?ｊ??圖１．５?ＭＩＬ－１０１光催化機(jī)理??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＭＩＬ－１０１??１．２．３基于配體光催化還原Ｃ０２??除了無機(jī)金屬團(tuán)簇外，功能化的有機(jī)配體對提高ＭＯＦ材料的光催化活性也有著重??要作用，如氨基修飾的、光敏化的以及富含電子的共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)配體。功能化的有機(jī)??配體具有較寬的光吸收范圍、較高的電子密度以及與Ｃ０２強(qiáng)的相互作用，可以作為??ＭＯＦ催化劑的僑聯(lián)劑。此外，在合成的ＭＯＦｓ中，將有機(jī)配體體功能化是構(gòu)筑新型??ＭＯＦ材料的一種有效策略。??２０１３年，李朝暉課題組發(fā)現(xiàn)純ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）在光催化還原反應(yīng)中并沒有表現(xiàn)出活性，??可能是因為Ｚｒ－０簇的氧化還原電位較高，使得光生電子轉(zhuǎn)移效率低下，不能進(jìn)行有效??的光催化還原［５１］。因此，通過后合成交換法提高ＵＩＯ－６６（Ｚｒ）的活性，使用２－氨基對苯二??甲酸將ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）氨基化得到ＮＨ２－ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）。與２－氨基對苯二甲酸相比，氨基化的??ＮＨ２－ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）在４５０ｎｍ處的吸收向紫外區(qū)收縮，這是因為配體和Ｚｒ－０簇之間的相互??作用。他們發(fā)現(xiàn)氨基化的Ｚｒ－ＭＯＦｓ不僅增強(qiáng)了?Ｃ０２的吸附能力，還增加了光催化活性。??在光催化還原Ｃ０２實驗中，ＮＨ２－ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）催化產(chǎn)生了?１３．２?ｐｍｏｌ的甲酸根離子，略高??于ＮＨ２－ＭＩＬ－１２５（Ｔｉ）（８．１４叫〇１）。如圖１．６所示，ＮＨ２－ＵｉＯ－６６（Ｚｒ）溶液在光照條件下，氨??基化的配體上產(chǎn)生光生電子，電子轉(zhuǎn)移到金屬Ｚｒ上，發(fā)生Ｚ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3124062