超薄MOF纳米片前驱体高效电催化OER反应

金属-有机骨架材料作为前驱体制备特定形貌的纳米材料用于水氧化反应(OER)，成为新的研究热点。使用溶剂热法在泡沫镍基底上合成超薄的NiCoFe-MOF纳米片，在保留其纳米片形貌的基础上原位电化学转化为金属氢（羟基）氧化物。在1 M KOH电解液中，10 mA?cm-2电流密度时的过电位仅为189 mV，Tafel斜率为35 mV/dec，且长时间电解实验表明其具有较高稳定性。原位拉曼结果表明，反应的高活性来源于反应过程中的“活性氧物种”中间体。     

双功能yolk-shell钴@钴氮碳掺杂氧电极催化剂

以ZIF-67为模板,通过表面原位聚合多巴胺,与金属Co~(2+)发生强烈螯合,释放出有机配体,得到中空的金属-有机结构材料(Co-PDA)。通过900℃高温处理得到类似蛋黄(yolk-shell)结构的金属氮掺杂碳材料(Co@CoN/C)。这种特殊结构的材料具有优异的氧还原(ORR)和析氧反应(OER)电催化活性,在0.1 mol/L KOH电解液中,其ORR的半波电位为0.81 V,Tafel斜率为60 mV/dec;在电流密度为10 m A/cm~2时,其OER过电位为390 mV,Tafel斜率为71 mV/dec,总的氧电极催化活性为0.82 V,是一种优良的双功能氧电极催化剂。     

金属-有机骨架Cu-INA薄膜的原位合成及表征

以铜片为铜源和基片,以异烟酸为配体,采用水热法原位合成三维微孔金属-有机骨架Cu-INA薄膜,采用XRD、SEM和FT-IR对薄膜的结构和形貌进行表征。结果表明,薄膜为形貌单一的四方柱状微晶,致密性良好,并随着水热时间的增加,微晶的尺寸逐步增大,分子结构为微孔金属-有机骨架[Cu(OH)(INA)]·H2O。     

金属有机骨架材料NH_2-UIO-66(Zr)及其后修饰材料的合成

以2-氨基对苯二甲酸为有机配体,无水四氯化锆为金属前驱体,DMF为溶剂,通过溶剂热法合成具有优良稳定性的氨基取代的金属-有机骨架材料NH_2-UIO-66(Zr)。通过XPS和SEM表征其构成和微观形貌,SEM图显示为不规则的颗粒状物质,孔径在2~9μm。进一步在NH_2-UIO-66(Zr)上负载了Pd纳米颗粒形成Pd@NH_2-UIO-66(Zr)材料,金属有机骨架材料结构特征均保留下来,在催化剂方面有很好的发展潜力。     

超声法辅助合成金属-有机骨架材料

近年来,金属-有机骨架材料作为一种具有多种功能的新型多孔材料,以其巨大的潜在应用前景而成为一个热门的研究领域,例如离子交换、气体储存、催化以及在光学、医学、选择性吸附和磁性材料等领域。传统的金属-有机骨架的合成方法,如水热、溶剂扩散和溶剂热等方法,需要的合成条件温度高、溶剂消耗多、耗费时间长。同时利用传统法合成的金属-有机骨架材料晶体尺寸较大,传感响应速度慢。利用超声辅助方法合成的金属-有机骨架材料,可以高产率地合成大多数金属-有机骨架材料,且具有反应时间短、产品回收率高等特点,实现对金属-有机骨架材料尺寸和形貌的调控,利用超声辅助的合成方法,通过改变反应条件,可以得到具有不同尺寸和形貌的金属-有机骨架材料。     

纳米V2O5及其复合电极材料的电化学性能

分别以碳球和葡萄糖为模板剂,采用水热法制备不同形貌的纳米V_2O_5,另外在水热过程直接加入碳纳米管(CNT)和石墨烯(Gr)原位合成CNT/Gr/V_2O_5纳米复合材料。结果表明:碳球和葡萄糖均有还原剂的作用,以碳球为模板制备的试样颗粒呈多层的方玫瑰花状,其在2 mV/s下的比电容达170 F/g;以葡萄糖为模板剂制备的试样呈多孔空心球状,在2 mV/s下的比电容达324 F/g。当葡萄糖浓度为1 mol/L时,原位合成的CNT/Gr/V_2O_5纳米复合材料比表面积高达382.7 m~2·g~(–1),在2 mV/s下的比电容达274 F/g,呈现出良好的电化学性能。     

关于金属-有机骨架(MOFs)的研究

金属-有机骨架(下文简称"MOFs")作为一种多功能分子基材料,器具有有机-无机杂化特征,在实际应用中的可塑性、有序性、特殊性的光电磁性质广受各大工业厂商关注。MOFs作为一种多孔材料,相比有机多孔、无机多孔材料相比有着很大优势,是当今我国新功能材料研究领域中的一大热点话题。基于此,本文重点对金属-有机骨架薄膜、发光金属-有机骨架材料、纳米级金属-有机骨架材料三方面进程阐述。     

Pd/WS2二维复合材料的制备及电解水制氢性能研究

首先通过锂离子插层制备了薄层WS_2纳米片,并采用软模板法在纳米片上负载了Pd纳米颗粒,得到Pd/WS_2复合材料。X射线衍射光谱(XRD)和透射电子显微镜(TEM)的结果表明Pd颗粒均匀地负载在了WS_2纳米片上。随后在H_2SO_4水溶液中对该复合材料进行电解水析氢性能测试,线性扫描伏安法(LSV)结果表明:复合材料的析氢起始电位为155 mV,塔菲尔斜率为121.79 mV·dec~(-1),总体催化性能相比于单纯的WS_2纳米片和Pd金属颗粒有很大的改善,也优于当前商用的Pd/C催化剂。采用循环伏安法(CV)测试其稳定性,结果表明Pd/WS_2复合物电极具有优良的电催化析氢稳定性。     

双功能yolk-shell钴@钴氮碳掺杂氧电极催化剂

以ZIF-67为模板,通过表面原位聚合多巴胺,与金属Co²⁺发生强烈螯合,释放出有机配体,得到中空的金属-有机结构材料（Co-PDA）。通过900℃高温处理得到类似蛋黄（yolk-shell）结构的金属氮掺杂碳材料（Co@Co-N/C）。这种特殊结构的材料具有优异的氧还原（ORR）和析氧反应（OER）电催化活性,在0.1 mol/L KOH电解液中,其ORR的半波电位为0.81 V,Tafel斜率为60 mV/dec;在电流密度为10 mA/cm²时,其OER过电位为390 mV,Tafel斜率为71 mV/dec,总的氧电极催化活性为0.82 V,是一种优良的双功能氧电极催化剂。     

金属-有机骨架材料的合成及其研究进展

介绍了金属-有机骨架材料(MOFs)的结构特点和合成方法,论述了金属-有机骨架材料在国内外的研究进展,介绍了其在气体存储,尤其是储氢方面的研究现状.