幾種配位聚合物微-納米材料的制備、轉(zhuǎn)化及其性能研究.pdf

1、近幾十年來，由于微/納米尺度配位聚合物材料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，在光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、熱力學(xué)、催化等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值，受到人們高度重視。納米材料的研究是目前材料科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，其相應(yīng)發(fā)展起來的納米技術(shù)被公認(rèn)為是21世紀(jì)最具有前途的科研領(lǐng)域。所以，拓展納米材料新體系、發(fā)展新方法、合成新結(jié)構(gòu)和探索新性能，已成為當(dāng)前的前沿研究?jī)?nèi)容。最近一些相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道了使用微/納米尺度配位聚合物作為模板或者前驅(qū)體來合成微/納米材料，不僅可以得到各種各樣形貌

2、的材料還可以優(yōu)化材料的性能。不同微觀結(jié)構(gòu)的金屬氧化物、金屬碳化物、金屬磷化物或者其他納米材料都可以通過用配位聚合物作為前驅(qū)體，控制反應(yīng)的各種參數(shù)來制備。本論文主要以苯二甲酸為配體，乙醇和水為混合物溶劑，采用沉淀法/溶劑熱法制備了一系列的稀土配位聚合物的微納米結(jié)構(gòu)，然后將配位聚合物的微納米結(jié)構(gòu)在不同的氣氛下煅燒，制備了各種形貌的稀土氧化物的微納米結(jié)構(gòu)。我們還利用普魯士藍(lán)/類普魯士藍(lán)為前驅(qū)體，通過一步磷化過程成功制備了雙金屬磷化物的中空納米

3、立方塊。對(duì)得到的產(chǎn)物進(jìn)行了各種表征和分析。本論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)鈰基配位聚合物微納米結(jié)構(gòu)：室溫下合成和其熱分解為CeO2的研究
　　在這個(gè)工作中，以Ce3+為中心金屬離子，苯二甲酸的三個(gè)同分異構(gòu)體為有機(jī)配體通過簡(jiǎn)單的沉淀法成功的合成了具有各種形貌的鈰基配位聚合物微納米結(jié)構(gòu)，如：納米棒、納米粒和微米花。主要以間苯二甲酸為研究中心，考察了在合成過程中pH對(duì)前驅(qū)體形貌和結(jié)構(gòu)的影響。并將鈰基配位聚合物前驅(qū)體在500°

4、C熱分解2h后得到了結(jié)構(gòu)相似的CeO2。對(duì)得到的產(chǎn)物進(jìn)行了一系列的表征及其紫外線屏蔽效應(yīng)的研究。
　　(2)超長(zhǎng)二氧化鈰納米帶以鈰基配位聚合物作為前驅(qū)體的制備及其催化性能研究
　　由間苯二甲酸（1,3-H2BDC）和Ce3+通過簡(jiǎn)單的溶劑熱方法，用廉價(jià)、無毒的乙醇和水作為混合物溶劑，鈰基配位聚合物（CP）超長(zhǎng)納米被制備。對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了充分的表征和分析。反應(yīng)參數(shù)如反應(yīng)物的摩爾比、反應(yīng)溫度以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物的影響也進(jìn)行了詳細(xì)的研究

5、。通過在400°C空氣條件下煅燒CPs前驅(qū)體4h后，得到基本保持前驅(qū)體形貌的CeO2超長(zhǎng)納米帶，并對(duì)1 wt%Pt/CeO2納米帶還原對(duì)硝基苯酚（p-nitrophenol）的催化活性的進(jìn)行了考察。此外，使用這種方法還制備了其他稀土的CP微/納米結(jié)構(gòu)。
　　(3)雙金屬磷化物中空納米立方塊以類普魯士藍(lán)為前驅(qū)體的制備及其析氧反應(yīng)研究
　　使用MOF(Ni-Fe Prussian-Blue-Analog)作為模板和前驅(qū)體，NaH

6、2PO2作為磷源，通過在氮?dú)鈿夥罩徐褵徊搅谆铣闪艘粋€(gè)新穎的有前途的雙金屬磷化物催化劑(Ni0.62Fe0.38)2P。受益于鎳物種和鐵物種之間的協(xié)同效應(yīng),良好定義結(jié)構(gòu)和高的比表面積，制備的(Ni0.62Fe0.38)2P空心納米立方塊表現(xiàn)了顯著的電催化析氧性能（OER）。在1 M KOH電解質(zhì)中，當(dāng)電流密度只有10 mA cm-2時(shí)，過電勢(shì)只有290 mV和一個(gè)44 mV decade小的塔費(fèi)爾斜率，甚至超越基準(zhǔn)IrO2催化劑。此外