石墨炔(graphdiyne,GDY)是一種由sp和sp²兩種雜化碳構(gòu)成的新型碳同素異形體。在石墨炔結(jié)構(gòu)中,1,3-二炔鍵通過共價(jià)鏈接苯環(huán)形成單原子層厚度的二維平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。基于其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu),石墨炔展現(xiàn)出諸多奇特性質(zhì),例如,豐富的碳化學(xué)鍵、天然的孔洞結(jié)構(gòu)、高共軛性、天然帶隙、以及化學(xué)和熱穩(wěn)定性等。這些獨(dú)特性質(zhì)使石墨炔在催化、能源、電子等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力和廣闊的應(yīng)用前景。本論文以二維石墨炔為中心,利用石墨炔獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)、及其可以在任意基底表面可控合成的性質(zhì),從石墨炔的可控合成出發(fā),通過合理設(shè)計(jì)和精細(xì)調(diào)控,發(fā)展了可控制備石墨炔基異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的新方法,制備了多種形貌結(jié)構(gòu)可調(diào)的石墨炔基異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,解決了電催化過程中無(wú)機(jī)納米催化劑本征活性差、穩(wěn)定性差等問題,并成功將所制備的石墨炔基異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑應(yīng)用于電催化產(chǎn)氫、電催化產(chǎn)氧等領(lǐng)域中。同時(shí),結(jié)合理論計(jì)算,重點(diǎn)詳細(xì)地研究了其電化學(xué)性質(zhì)和電催化反應(yīng)機(jī)理。本論文主要包括以下幾個(gè)部分內(nèi)容:第一章,著重闡述了石墨炔的發(fā)展歷史。從石墨炔的化學(xué)結(jié)構(gòu)到電子結(jié)構(gòu)出發(fā),講述了石墨炔的基本性質(zhì);隨后重點(diǎn)講述了...

【文章頁(yè)數(shù)】：142 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1幾種含不同雜化碳原子的碳材料結(jié)構(gòu)

新疆大學(xué)2019屆博士研究生畢業(yè)論文第一章緒論1.1引言碳材料處于快速發(fā)展的前沿納米材料，其出色的機(jī)械性能、電子、光學(xué)和電化學(xué)特性，被廣泛的應(yīng)用于催化、材料、電子、能源轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)等領(lǐng)域。通常，碳原子具有sp，sp2或sp3三種雜化態(tài)，不同雜化態(tài)碳結(jié)合可以創(chuàng)造出具有不同....

圖1-2石墨炔合成路線及結(jié)構(gòu)示意圖

碳材料在我們生活中日�；约八鼈儶�(dú)特的性質(zhì)，是碳材料發(fā)生革命性變化的動(dòng)力。在過去的幾十年里，從零維富勒烯[4]（0D，C60，1985年）到一維碳納米管[5]（1D，CNT，1991年）再到二維石墨烯[6]（2D,2004年）的發(fā)現(xiàn)，對(duì)碳材料的整個(gè)領(lǐng)域發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作....

圖1-3具有不同堆垛形貌的石墨炔結(jié)構(gòu)：(a)AB-1,(b)AB-2,(c)AB-3和(d)AA構(gòu)型

圖1-3具有不同堆垛形貌的石墨炔結(jié)構(gòu)：(a)AB-1,(b)AB-2,(c)AB-3和(d)AA構(gòu)型。(e)具有AB構(gòu)型的石墨炔總能量表面。1.2.2石墨炔層狀結(jié)構(gòu)了解結(jié)構(gòu)—電子關(guān)系可以為制造良性、高性能納米材料帶來(lái)新的“設(shè)計(jì)規(guī)則”。Zheng等人[50],....

圖1-4(a)具有三種不同結(jié)構(gòu)的GDY-NR的示意圖：具有相同寬度的長(zhǎng)沙發(fā)椅（I）和鋸齒狀（II）邊緣，以及具有不同寬度的鋸齒狀（III）

新疆大學(xué)2019屆博士研究生畢業(yè)論文不同，關(guān)鍵取決于兩層的堆疊方式。最穩(wěn)定的兩種堆疊方式：具有無(wú)間隙拋物線帶結(jié)構(gòu)的配置（如AB堆疊的雙層石墨烯）和另一種具有雙倍Diraccone光譜的配置和圍繞費(fèi)米能級(jí)的能帶結(jié)構(gòu)，通過電場(chǎng)來(lái)調(diào)諧間隙開口率為0.3eV/的線性色散....

本文編號(hào)：3933313