空心材料因比表面積大、密度低、內(nèi)部具有空腔結(jié)構(gòu)等特點(diǎn),在催化、吸附、能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本論文以水滑石(LDH)為研究對(duì)象,通過(guò)構(gòu)筑空心及多層空心結(jié)構(gòu)來(lái)提升LDH的電催化析氧(OER)性能,主要內(nèi)容和結(jié)論如下:1、提出一種以金屬有機(jī)框架(MOF)為模板原位轉(zhuǎn)化制備三元空心NiCoFe-LDH的方法。我們以ZIF-67為模板,通過(guò)加入Ni、Fe金屬鹽溶液原位刻蝕轉(zhuǎn)化得到了空心NiCoFe-LDH。由于空腔的存在,空心材料內(nèi)部的活性位點(diǎn)可以和電解液充分接觸,有效地提高了活性位點(diǎn)的利用率,因此所制備的空心NiCoFe-LDH表現(xiàn)出了優(yōu)異的OER性能,電流密度達(dá)到10 mA cm-2過(guò)電位僅需276 mV,該性能遠(yuǎn)優(yōu)于商業(yè)IrO2和傳統(tǒng)方法合成的NiCoFe-LDH納米片。此外,在12 h的穩(wěn)定性測(cè)試中,電流密度無(wú)明顯衰減,證明了空心NiCoFe-LDH的穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明空心結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑能夠有效地提升LDH材料的OER活性和穩(wěn)定性,為設(shè)計(jì)合成高效的LDH電催化劑提供了新思路。2、提出一種以多層MOF為模板制備多層空心NiCo-LDH的方法。與單層空心材料相比,多層空心結(jié)構(gòu)可以...

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 空心納米材料概述
        1.1.2 空心納米材料的合成
            1.1.2.1 模板法
            1.1.2.2 直接合成法
        1.1.3 空心納米材料的應(yīng)用
            1.1.3.1 電解水
            1.1.3.2 超級(jí)電容器
            1.1.3.3 吸附
            1.1.3.4 催化
    1.2 論文的選題及主要內(nèi)容
第二章 空心LDH的構(gòu)筑及其OER性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)部分
        2.3.1 ZIF-67的制備
        2.3.2 空心NiCoFe-LDH的合成
        2.3.3 傳統(tǒng)NiCoFe-LDH納米片的合成
    2.4 形貌和結(jié)構(gòu)表征
    2.5 電化學(xué)測(cè)試
    2.6 結(jié)果與討論
        2.6.1 空心NiCoFe-LDH的設(shè)計(jì)合成
        2.6.2 空心NiCoFe-LDH的表征
        2.6.3 空心NiCoFe-LDH的電化學(xué)性能研究
    2.7 小結(jié)
第三章 多層空心LDH的構(gòu)筑及其OER性能研究
    3.1 引言
    3.2 主要試劑和儀器
    3.3 實(shí)驗(yàn)部分
        3.3.1 多層核殼ZIF-67@ZIF-8的合成
            3.3.1.1 ZIF-67的合成
            3.3.1.2 ZIF-67@ZIF-8的合成
            3.3.1.3 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67的合成
            3.3.1.4 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8的合成
            3.3.1.5 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67的合成
            3.3.1.6 ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8@ZIF-67@ZIF-8的合成
        3.3.2 多層空心LDH的合成
            3.3.2.1 單層空心LDH的合成
            3.3.2.2 雙層空心LDH的合成
            3.3.2.3 三層空心LDH的合成
        3.3.3 多層空心氧化物的合成
            3.3.3.1 單層空心氧化物的合成
            3.3.3.2 雙層空心氧化物的合成
            3.3.3.3 三層空心氧化物的合成
    3.4 形貌和結(jié)構(gòu)表征
    3.5 電化學(xué)測(cè)試
    3.6 結(jié)果與討論
        3.6.1 多層空心LDH/氧化物的設(shè)計(jì)合成
        3.6.2 多層空心LDH的表征
        3.6.3 多層空心LDH的電化學(xué)性能研究
        3.6.4 多層空心氧化物的表征
        3.6.5 多層空心氧化物的電化學(xué)性能研究
    3.7 小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 總結(jié)
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果
作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介
附件



本文編號(hào)：3741039