發(fā)布時間：2022-10-06 19:34

　　當前,全球能源和環(huán)境問題日益突出,人類的生存和發(fā)展受到了威脅。氫氣作為一種新型能源,因其清潔,高效和環(huán)境友好等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注。在眾多的制氫方法中,電解水制氫被認為是最有希望大規(guī)模應用的制氫技術(shù)。開發(fā)高效的電分解水催化劑,推動氫能的商業(yè)化,是解決能源危機和環(huán)境問題的重要一步。貴金屬催化劑（如:鉑、銣等）是目前最高效的電催化劑,但是其規(guī)�；瘧檬艿搅藘α可�、價格高等問題制約。因此,有必要開發(fā)高性能的非貴金屬電催化劑以降低電解水制氫過程中的經(jīng)濟成本。卟啉金屬有機框架材料是由卟啉或金屬卟啉有機配體與金屬離子結(jié)合,形成了特定的框架材料,其擁有卟琳的生物和化學穩(wěn)定性以及金屬有機框架的大比表面積和豐富的孔徑結(jié)構(gòu),有望替代貴金屬催化劑。本論文利用卟啉的大π共軛結(jié)構(gòu),將卟啉金屬有機框架材料與高導電性的石墨烯復合,能夠形成擁有π-π堆積效應的卟啉金屬有機框架基復合材料。同時,卟啉金屬有機框架材料是一個碳氮含量極高,金屬離子分布均勻的多孔材料,利用這一特性,將卟啉金屬有機框架材料進行高溫熱解,能使它們均勻分布在框架表面,得到摻雜了豐富的活性位點的電催化多孔復合材料。主要研究內(nèi)容如下:1.采用水熱法將四羧基... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 電解水反應
        1.2.1 析氫反應的機理
        1.2.2 析氧反應的機理
        1.2.3 電解水材料的研究現(xiàn)狀
    1.3 石墨烯的簡介及其性質(zhì)
        1.3.1 石墨烯簡介
        1.3.2 石墨烯的性質(zhì)
    1.4 金屬有機框架材料
        1.4.1 金屬有機框架材料的簡介
        1.4.2 金屬有機框架材料的分類
        1.4.3 金屬有機框架材料的應用
    1.5 卟啉金屬有機框架材料
        1.5.1 卟啉簡介
        1.5.2 卟啉金屬有機框架材料的簡介
        1.5.3 卟啉金屬有機框架材料的應用
    1.6 本論文的選題依據(jù)及研究內(nèi)容
        1.6.1 選題依據(jù)
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗方法與樣品表征
    2.1 試劑與材料
    2.2 樣品的制取
        2.2.1 Co-CuTCPP納米片的制備
        2.2.2 氧化石墨烯的制備
        2.2.3 Co-CuTCPP/rGO二元復合物的制備
        2.2.4 NiTCPP的制備
        2.2.5 PCN-222(Ni)催化劑的制備
        2.2.6 Ni-N-C催化劑的制備
        2.2.7 N-C 800和NiTCPP 800催化劑的制備
    2.3 樣品的表征方法
    2.4 電催化性能測試
        2.4.1 三電極體系
        2.4.2 iR補償校正
        2.4.3 線性掃描伏安法
        2.4.4 塔菲爾斜率
        2.4.5 交流阻抗譜
        2.4.6 電化學活性面積
        2.4.7 電化學穩(wěn)定性
第三章 Co-CuTCPP/rGO復合材料的表征與性能分析
    3.1 Co-CuTCPP/rGO復合材料的形貌分析
    3.2 Co-CuTCPP/rGO復合材料的XRD分析
    3.3 Co-CuTCPP/rGO復合材料的UV-vis分析
    3.4 Co-CuTCPP/rGO復合材料的FTIR分析
    3.5 Co-CuTCPP/rGO復合材料的XPS分析
    3.6 Co-CuTCPP/rGO復合材料的BET分析
    3.7 Co-CuTCPP/rGO復合材料的OER催化性能表征以及機理分析
    3.8 本章小結(jié)
第四章 Ni-N-C多孔碳材料的表征與性能研究
    4.1 Ni-N-C多孔碳材料的XRD分析
    4.2 PCN-222(Ni)的TG分析和樣品的FTIR分析
    4.3 Ni-N-C多孔碳材料的SEM和TEM分析
    4.4 Ni-N-C多孔碳材料的BET分析
    4.5 Ni-N-C多孔碳材料的XPS分析
    4.6 Ni-N-C多孔碳材料的電催化性能測試
    4.7 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
附: 攻讀碩士期間取得的相關(guān)成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨烯復合負極材料的制備及電化學性能研究[J]. 遲彩霞,喬秀麗,田軍,蘇適,陳洪玉.  應用化工. 2020(02)
[2]類石墨烯二維材料及光電器件應用研究進展[J]. 王嘉瑤,史煥聰,蔣林華,劉黎明.  功能材料. 2019(10)
[3]三維多孔石墨烯電極的構(gòu)建及其電容性能[J]. 方朝合,胡博,葛稚新,苗盛,霍玉秋,張茜.  分子科學學報. 2019(05)
[4]石墨烯的晶疇尺寸及其電學和熱學性質(zhì)調(diào)控研究獲進展[J].   人工晶體學報. 2017(02)
[5]能源革命:從化石能源到新能源[J]. 鄒才能,趙群,張國生,熊波.  天然氣工業(yè). 2016(01)
[6]電解水析氫電極材料的研究新進展[J]. 杜晶晶,李娜,許建雄,許利劍.  功能材料. 2015(09)
[7]石墨烯復合材料的研究進展[J]. 匡達,胡文彬.  無機材料學報. 2013(03)
[8]石墨烯力學性能研究進展[J]. 韓同偉,賀鵬飛,駱英,張小燕.  力學進展. 2011(03)
[9]基于石墨烯的材料化學進展[J]. 徐超,陳勝,汪信.  應用化學. 2011(01)
[10]石墨烯研究進展[J]. 徐秀娟,秦金貴,李振.  化學進展. 2009(12)

博士論文
[1]金屬卟啉框架材料的設計合成及應用研究[D]. 鄒超.浙江大學 2013



本文編號：3687276