金属有机骨架衍生材料在能源领域中的应用

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xrong19730911
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
金属-有机骨架(MOFs)是一种新型的多孔结晶材料,由于其比表面积大,孔隙率恒定,结构可控,在各领域中越来越受到重视。MOFs是纳米结构多孔碳、金属氧化物特别是分级纳米结构的设计和合成的优良的前驱体材料。通过简单的配位化学反应制备出的MOFs具有有机和无机成分的无限组合的特点,并且可以通过改变实验条件控制它们的多孔结构,孔体积,表面积与化学成分等。MOFs衍生材料的这些独特性质使其在能源领域(如产氢(H2)、产氧(O2)、氧还原,超级电容器等)中具有广阔的应用前景。超级电容器电极材料应具有大的比表面积、合适的多孔结构、高的导电性与电化学稳定性。已有许多MOFs衍生的多孔碳杂化材料被用于超级电容器的报道,但是制备同时拥有合适的多孔结构、高氮掺杂以及高石墨化协同的材料仍是研究难题。目前作为电催化产氢、电催化产氧及电催化氧还原的活性最佳的催化剂仍为Pt、Ir02等贵金属催化剂,合成高效的非贵金属电催化剂是替代贵金属催化剂的重要方法。目前,已有许多MOFs衍生材料被用作高效电催化剂的研究工作,但仍存在问题需要解决。例如MOFs衍生材料的催化活性与贵金属电催化剂相比仍有差距,此外,MOFs复杂的合成过程也是阻碍其进一步应用的因素。为了解决以上提到的问题,合成高效的超级电容器电极材料及高活性的电催化材料,本论文选用ZIF系列的金属有机骨架材料作为制备高性能电化学材料的模板,本论文主要内容有如下四点:1.本章报道了以三种相同形貌但不同结构的MOFs(core-shell ZIF-67@ZIF-8,hollow ZIF-67@ZIF-8,BMZIF)为模板合成的三种含钴多孔碳复合材料(C-S-Co@CN,H-Co@CN与Co@CN),并研究了它们的形貌特征、孔结构及超级电容器性能。其中,Co@CN电极材料拥有优异的电化学性能及最高的比电容值(251.5F/g)。2.采用一种新颖的方法使MOFs纳米片经过一步磷化合成出磷化钻纳米片复合材料(CoP-NS/C),并将其用作高效耐用HER和OER的双功能催化剂,它在酸性条件表现出极好的HER催化活性,并且在碱性条件下的OER性能超过商用贵金属氧化物IrO2。3.同样以MOFs纳米片经过两步低温磷化法,合成了一种具有特殊的条带状形貌的纳米磷化钴(B-CoP),其在HER(酸性条件)与OER(碱性条件)电催化反应中有优异的催化活性。在电流密度为10mA/cm2时,B-CoP的过电位为122mV(HER)273mV(OER)。4.本章以ZIF-67@ZIF-8为原料,通过简便的一步煅烧法制得了大小均一具有碳纳米管缠绕的金属钴多孔碳复合物(Co@C-CNT),Co@C-CNT作为电催化氧还原的催化剂,表现出了与商业化的Pt/C电极相当的催化活性。
其他文献
【正】 一勿庸置疑,贾平凹近几年的散文创作,有不少变化的迹象.本文想侧重讨论他近期的部分散文.但是,首先遇到的问题是:将贾平凹散文划分为"前期"与"后期"有何依据?因为任何
目的探讨脱落细胞学与组织病理学制片在胸腹水恶性细胞诊断中的敏感性。方法103例患者胸腹水标本经特殊处理后,分别做细胞学涂片和石蜡包埋制片,并采用免疫细胞化学(ICC)方法,用肿
采用平衡实验法研究了水杨酸和邻苯二甲酸对砖红壤吸附铜的影响,并通过吸附铜的解吸实验探讨了有机酸对铜吸附的影响机制. 结果表明,有机酸可以增加土壤对铜的吸附量,与对照
2016年1月7日,乌鲁木齐市俄罗斯族文化协会举办“圣诞”节庆祝活动,来自新疆各地的近200名俄罗斯族群众,在乌鲁木齐载歌载舞欢聚一堂。国务院侨务办公室援新干部自治区外侨办副主任常雁、乌鲁木齐市统战副部长海万军到场祝贺并致辞,乌鲁木齐市民宗委副主任马彦虎。市民政局、外事办、文化局、民宗委、天山区干部到现场参加了活动。    苏永军、海万军分别在致辞中祝愿新疆广大俄罗斯族群众节日快乐,并希望俄罗斯族
在已证实微囊藻毒素LR(MCLR)可以诱导大鼠肾细胞凋亡的基础上,采用荧光染料FAM标记的特异性的caspase-3的抑制剂来检测活细胞中caspase-3的酶活性,探讨caspase-3在MCLR诱导的
目的探讨用间接免疫荧光法和间接免疫酶法检测老年人呼吸道感染呼吸道合胞病毒(Rcspiratory sycytial virus,RSV)抗原的可能性。方法本文对53例老年人急性肺炎患者鼻咽分泌物(Nos
以黄河水体中的铜作为典型污染物,单细胞淡水藻斜生栅藻作为实验生物,应用偏最小二乘回归方法建立了铜的生物毒性预测模型.结果表明,黄河水体中阳离子(K+、Na+、Mg2+)浓度与
近日从新疆维吾尔自治区林业厅了解到,经国家沙漠公园试点建设专家评审会评审,布尔津萨尔乌尊国家沙漠公园、玛纳斯土炮营国家沙漠公园、昌吉北沙窝国家沙漠公园、呼图壁马桥子
昭苏夏塔风光 摄影/赵晖  在绵延而令人生畏的山峰之间,有一条充满传奇的千年古道——夏特古道。古道之上,山川绝美,险象环生;古道之下,寻常巷陌,世俗人家。如果说这条千年古道有何物质随着岁月流传下来的话,那便是对生活、对信仰不息的探索和努力吧。当年赴印度取经的玄奘是,为勘测边疆水域临危处险的徐松是,一次次踏上古道穿行往来的商人是,而今天生活于谷口辛勤劳作的人家亦是。木扎尔特冰川 摄影/马文斌夏特大峡
<正>《新疆人文地理》杂志强势入驻新媒体平台:头条号、企鹅号、网易号、搜狐号、凤凰号、一点资讯《新疆人文地理》杂志,乌鲁木齐航空公司唯一指定读物乌昌地区500多家每日
期刊