沸石咪唑框架材料及其衍生物的可控制備與鋅-空氣電池性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-24 14:28
近年來(lái),傳統(tǒng)化石能源的過(guò)渡消耗導(dǎo)致了嚴(yán)重的大氣及水污染。綠色可持續(xù)能源(如氫能等)作為化石能源的有效替代品受到人們的廣泛關(guān)注?沙潆婁\-空氣電池是一類新型電化學(xué)儲(chǔ)能與轉(zhuǎn)換裝置,在工作時(shí)可以直接利用空氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng),并且其具有能量密度高,安全性好,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),在綠色可持續(xù)能源領(lǐng)域具有的廣闊前景。但是鋅-空氣電池的放電氧還原(ORR)反應(yīng)和充電析氧(OER)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程緩慢,放電-充電電勢(shì)區(qū)間較大,能量利用率低,現(xiàn)有的貴金屬氧反應(yīng)催化劑(Pt、Ir)價(jià)格昂貴等問(wèn)題嚴(yán)重的限制了鋅-空氣電池在大規(guī)模儲(chǔ)能中的實(shí)際應(yīng)用。因此,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)具有高效低成本的催化劑對(duì)鋅-空氣電池未來(lái)的發(fā)展與應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。沸石咪唑框架化合物(ZIFs)是一類具有類似于沸石拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)框架材料(MOFs),具有比表面積大、孔隙可調(diào)、金屬離子/團(tuán)簇及配體可控等特點(diǎn),在能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。然而,ZIFs材料由于本身導(dǎo)電性較差且大多是三維結(jié)構(gòu),催化活性位點(diǎn)不足、本征活性不高,較難直接應(yīng)用于鋅-空氣電池當(dāng)中,目前關(guān)于ZIFs材料的研究主要集中于以ZIFs為前驅(qū)體通過(guò)高溫煅燒得到ZIF衍生材料...
【文章來(lái)源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 鋅-空氣電池原理及空氣陰極研究進(jìn)展
1.2.1 鋅-空氣電池原理
1.2.2 鋅-空氣電池空氣陰極研究進(jìn)展
1.3 沸石咪唑框架化合物(ZIFs)
1.3.1 沸石咪唑框架化合物簡(jiǎn)介
1.3.2 ZIFs材料在電化學(xué)儲(chǔ)能中的應(yīng)用
1.3.3 ZIFs衍生物在電化學(xué)儲(chǔ)能中的應(yīng)用
1.4 課題的提出、研究?jī)?nèi)容及研究目標(biāo)
1.4.1 課題的提出及意義
1.4.2 課題的研究?jī)?nèi)容
1.4.3 課題的研究目標(biāo)
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及規(guī)格
2.2 試驗(yàn)儀器及設(shè)備
2.3 測(cè)試及表征
2.3.1 形貌分析
2.3.2 物相分析
2.3.3 化學(xué)組成分析
2.3.4 電化學(xué)分析
2.3.5 計(jì)算公式
第三章 ZIF衍生氫氧化鈷多級(jí)結(jié)構(gòu)的制備及其電化學(xué)性能測(cè)試
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 雙金屬Co/Mo沸石咪唑骨架(Co/Mo-ZIF)棒的合成
3.2.2 ZIF衍生Co(OH)_2多級(jí)結(jié)構(gòu)的合成
3.2.3 其他雙金屬沸石咪唑框架化合物的合成
3.2.4 其他ZIF衍生多級(jí)結(jié)構(gòu)的合成
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 形貌分析
3.3.2 物相分析
3.3.3 化學(xué)組成表征
3.3.4 電化學(xué)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 Mo摻雜ZIF納米片陣列的制備及其電化學(xué)性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 MnNi-NF合成
4.2.2 MnNiMo-NF合成
4.2.3 其他ZIF納米片陣列的合成
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 形貌及物相分析
4.3.2 元素組成分析
4.3.3 電化學(xué)分析
4.3.4 普適性分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
1 作者簡(jiǎn)歷
2 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
3 發(fā)明專利
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Phase-transfer synthesis of α-Co(OH)2 and its conversion to CoO for efficient electrocatalytic water oxidation[J]. Dingyi Guo,Fangfang Chen,Wei Zhang,Rui Cao. Science Bulletin. 2017(09)
本文編號(hào):3204344
【文章來(lái)源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:70 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 鋅-空氣電池原理及空氣陰極研究進(jìn)展
1.2.1 鋅-空氣電池原理
1.2.2 鋅-空氣電池空氣陰極研究進(jìn)展
1.3 沸石咪唑框架化合物(ZIFs)
1.3.1 沸石咪唑框架化合物簡(jiǎn)介
1.3.2 ZIFs材料在電化學(xué)儲(chǔ)能中的應(yīng)用
1.3.3 ZIFs衍生物在電化學(xué)儲(chǔ)能中的應(yīng)用
1.4 課題的提出、研究?jī)?nèi)容及研究目標(biāo)
1.4.1 課題的提出及意義
1.4.2 課題的研究?jī)?nèi)容
1.4.3 課題的研究目標(biāo)
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及規(guī)格
2.2 試驗(yàn)儀器及設(shè)備
2.3 測(cè)試及表征
2.3.1 形貌分析
2.3.2 物相分析
2.3.3 化學(xué)組成分析
2.3.4 電化學(xué)分析
2.3.5 計(jì)算公式
第三章 ZIF衍生氫氧化鈷多級(jí)結(jié)構(gòu)的制備及其電化學(xué)性能測(cè)試
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 雙金屬Co/Mo沸石咪唑骨架(Co/Mo-ZIF)棒的合成
3.2.2 ZIF衍生Co(OH)_2多級(jí)結(jié)構(gòu)的合成
3.2.3 其他雙金屬沸石咪唑框架化合物的合成
3.2.4 其他ZIF衍生多級(jí)結(jié)構(gòu)的合成
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 形貌分析
3.3.2 物相分析
3.3.3 化學(xué)組成表征
3.3.4 電化學(xué)分析
3.4 本章小結(jié)
第四章 Mo摻雜ZIF納米片陣列的制備及其電化學(xué)性能研究
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 MnNi-NF合成
4.2.2 MnNiMo-NF合成
4.2.3 其他ZIF納米片陣列的合成
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 形貌及物相分析
4.3.2 元素組成分析
4.3.3 電化學(xué)分析
4.3.4 普適性分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 結(jié)論
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
1 作者簡(jiǎn)歷
2 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
3 發(fā)明專利
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Phase-transfer synthesis of α-Co(OH)2 and its conversion to CoO for efficient electrocatalytic water oxidation[J]. Dingyi Guo,Fangfang Chen,Wei Zhang,Rui Cao. Science Bulletin. 2017(09)
本文編號(hào):3204344
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