一、纳米阵列结构功能材料的制备、性质及应用（论文文献综述）
霍向涛[1]（2022）在《WO3基有序纳米阵列电极材料的制备及其电致变色-电容双功能性能研究》文中进行了进一步梳理随着化石能源的日益枯竭,自然资源的不断消耗,开发出多种功能集于一身的单一材料和器件变得日益迫切。电致变色器件与超级电容器具有相同的工作结构和工作原理。因此,将电致变色性能与电容性能结合到单一器件上便具备了一定的可行性。然而,电致变色性能与电容性能在某些方面存在着一些矛盾。例如,高光学调制/高储能水平与高响应速度间的矛盾;储能水平与着色效率间的矛盾;快速响应/高倍率性能与循环稳定性间的矛盾。针对以上问题,本论文以制备得到的WO3基有序纳米阵列为电极材料,系统研究了上述材料在高氯酸锂-碳酸丙烯酯（LiClO4-PC）电解液及氯化铝水溶液（AlCl3-H2O）中的电致变色及电容性能;阐明了电致变色与充放电过程的协同机制,获得了电致变色-电容双功能性能综合提高的关键参数;明晰了电极材料的性能修复机理;在上述研究的基础上构建了双功能器件原型。为新型双功能电致变色-电容器件的设计和研制提供新的思路。采用水热法,在FTO导电玻璃基底上制备出六方WO3纳米棒阵列,研究了不同水热生长时间对于WO3纳米棒阵列微观形貌、结构及在LiClO4-PC电解液中电致变色-电容性能的影响。水热生长时间为5 h时WO3纳米棒阵列综合性能达到最佳,并且拥有良好的电致变色-电容双功能特性,证实了电致变色与电容性能集成于单一材料的可行性。此外,以AlC13-H2O为电解液,探讨了Al3+离子对于WO3纳米棒电致变色和电容性能的影响。结果表明:Al3+离子以其三价特性及较小的离子半径结合有序纳米棒阵列结构,赋予了WO3电极材料更为优异的综合性能:光学调制达到81.5%,着/褪色响应时间为9/14 s,着色效率高达149.9 cm2.C-1,在10000 s的原位响应循环中光学调制仅下降了 1.8%。即使受限于水溶液电压范围的影响,该电极材料比电容依旧达到235.4F·g-1（1A.g-1的电流密度下）,显示了良好的储能性能,在4000次的充放电循环后比电容依旧保持初始值的86.2%。采用水热-旋涂法,在FTO基底上成功制备出六方/非晶WO3核壳结构纳米棒阵列,详细探讨了不同退火温度及非晶壳层厚度对于材料电致变色和电容性能的影响。结果表明:退火温度在250℃,非晶壳层厚度为4 nm时核壳结构W03电极材料的综合性能达到最优。在LiClO4-PC电解液中,其光学调制、着/褪色响应时间、着色效率分别达到67.7%、15/21 s及101 cm2·C-1;1 A·g-1的电流密度下比电容高达885.8 F·g-1,并且具有良好的库伦效率（91.8%）、倍率性能以及长期充放电循环稳定性（2000次循环后比电容保留初始值的57.8%）。阐明了离子/电子在“核壳结构纳米棒阵列/电解液”界面间的传递过程及动力学机理。核壳结构纳米棒阵列结合了晶态WO3优异的电化学稳定性以及非晶氧化钨快速的离子传质和丰富的内部活性孔道结构特点,促进了更为优异的电致变色-电容双功能特性的获得。另外,在AlCl3-H2O电解液中,WO3核壳结构纳米棒阵列电极同样展示出一定的电致变色-电容双功能性能（光学调制、着/褪色响应时间、着色效率分别达到82%、8/12 s和154.7 cm2·C-1,1000次CV循环后电容量保持初始值的79%;在1 A·g-1电流密度下比电容达到283.4 F·g-1,4000次循环后比电容大小依旧保留初始值的73.2%）。采用两步水热法,在FTO基底上制备出TiO2/WO3复合纳米棒阵列,探讨了其相应的电致变色和电容性能,深入研究了电极材料的性能修复机理。结果表明:在LiClO4-PC电解液中,TiO2/WO3复合材料在电致变色-电容双功能性能表现均衡,无明显短板。总体而言,该材料具有优异的着色效率（153.1 cm2·C-1）、快速的颜色切换响应（10/10s）和高的比电容（557.7F·g-1）。揭示了离子/电子在“复合结构纳米棒阵列/电解液”界面间的传输过程及动力学机理。在此基础上,通过一种高电压去陷阱的方法成功恢复了降解电极材料的所有性能,证实了性能恢复的可行性。材料在循环过程中的降解现象可以用“离子陷阱”理论模型进行解释,它包含可消除陷阱和不可消除陷阱两种类型。其中,可消除陷阱能够通过去陷阱处理的方法去除,从而恢复降解材料的所有性能;而不可消除陷阱则无法去除,即降解材料的性能无法恢复。另外,TiO2/WO3复合纳米棒阵列材料在AlCl3-H2O显示出一定的电致变色-电容双功能性能;采用高电压去陷阱的方法同样可以恢复降解电极材料的所有性能。
谢金麒[2]（2021）在《化学铜及其原位衍生的微纳米阵列在电子器件中的应用研究》文中研究指明化学铜因其具有优异的导电性,强的抗电迁移能力以及较低的材料成本而作为目前电子设备中常用的导电材料。化学铜通常是以镀层的形式均匀地沉积在衬底表面的,其适合的沉积对象包括导体、半导体与绝缘材料。这种可将绝缘材料表面金属化的能力使得化学铜常作为导电互连材料应用于印制电路板（PCB）,柔性电路（FCB）以及大规模集成电路（IC）中,是实现电子设备高密度封装的关键材料之一。近年来,越来越多的研究者开始对化学铜在电子领域中的应用展开了更为前瞻性的研究,其中大部分的研究是通过设计各种化学铜图案用以构筑电子线路、平面型电极以及简易的平面型电子器件。然而,这些由化学铜图案构筑的电子材料与器件大多只是基于金属铜材料自身特性的简单应用与拓展,因此相应的应用范围和功能都非常有限。相比而言,金属铜的各种衍生材料的应用则更趋于多元化,目前已广泛应用于储能、热电、光电、传感等多个领域中。随着消费类电子产品不断向着小型化,多功能化,高集成化的方向发展,如何在化学铜自身特性及其衍生材料的多功能性的基础上,进一步探索化学铜的发展途径显得愈发重要,这对于电子材料与器件的制备、集成与封装工艺的优化具有重要的意义。本论文在对国内外化学铜材料研究现状进行分析以及对未来化学铜及其衍生材料的发展趋势与挑战进行归纳的基础上,通过多种技术交叉结合,对化学铜材料进行了各种设计和转化。在开发高效廉价的化学镀铜催化剂的基础上,发展了简易、普适的印刷电路“加成法”制备技术。进一步地,基于这种化学铜镀层与图案的制备工艺及其原位衍生微纳米阵列材料的多功能性,发展了各类化学铜衍生电子材料与器件的原位制备与集成技术,为优化电子材料与器件的集成与制备工序以及推动化学铜材料通往多元化应用的进程提供了新的思路与发展途径。主要的研究工作归纳为如下几点:1.鉴于目前电子工业上缺乏高效、廉价的化学镀铜催化剂的现状,本文以降低材料成本,提高生产效率以及减少环境污染为目标,提出了一种简易的乙醇溶剂热合成方法,制备了一种廉价、高效的Sn/Ag纳米复合催化剂。通过石英晶体微天平定量分析了催化剂的对化学镀铜反应的催化活性,并进一步探讨了金属Sn载体对Ag的催化活性的影响。研究发现金属Sn在作为防止Ag颗粒团聚的载体的同时,对Ag的催化活性也有着显着的促进作用。所制备的Sn/Ag复合催化剂的活性接近于商用Pd黑,满足了化学镀铜反应对催化剂活性的要求。同时,制备该催化剂的原料廉价易得,制备过程无毒无污染,兼顾了经济效益与环境保护。2.针对目前常用于制备印刷电路的光刻技术（“减法策略”）在工序上的复杂性,以及刻蚀过程中带来的大量原料消耗以及环境污染等问题,本文提出了一种简易、通用的“加成法”用于化学铜导电图形的制备。基于化学铜催化沉积的特点,采用环氧复合催化剂,结合丝网印刷技术与化学镀铜工艺,成功地在一系列硬质与柔性衬底上实现了优质的化学铜导电图形,其中包括硬质的商用PCB环氧基板,柔性的聚酰亚胺薄膜（PI;商用柔性电路基材）,透明的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜,耐热的聚四氟乙烯（PTFE）膜,可穿戴的棉质织物以及纸质基材。研究发现通过该工艺所制备的铜镀层具有接近块体铜的导电性、优异的柔韧性以及与基板之间良好的结合力。此外,该工艺操作简单易行,具有高度的可操作性和可调节性,适合于各种电子设备中的电子线路,电极图案的制备,同时为后续研究中进一步设计和制备各种功能性平面型电子器件提供了技术基础。3.针对现有微电容器件在电极加工以及活性电极材料结构设计方面存在的短板,同时为了优化微电容器件在电子设备中的集成工序,本文设计了一种可原位集成的微电容器件。通过简单的化学浸泡处理,设计好的化学铜电极图案表面可原位转化为具有阵列结构的Cu（OH）2@Fe OOH亚微米管电极活性材料。研究结果表明,这种亚微米管活性材料具有极大的比表面积(224 m2 g-1)以及非常优异的电解质亲和性。此外,由于活性材料原位衍生于化学铜集流体表面,因此两者之间结合非常紧密。得益于电极与活性材料结构的合理设计,所构筑的微电容器件实现了高的比电容量,高的能量密度以及优异的柔韧性。在器件制备工艺方面,电子电路与微电容电极同属于金属铜图形,使得微电容器件在电路中实现原位制备与集成成为了可能,推动了微电容器件在电子设备中应用的进程。4.针对目前传统的涂布、抽滤、直接印刷等热电薄膜制备技术在热电材料结构设计与性能上的不足,本文提出了一种基于化学铜镀膜原位转化的新型热电薄膜制备与成膜工艺,开发了一种具有纳米片阵列结构的p型Cu2Se高效热电薄膜。在热电性能方面,所制备的Cu2Se纳米片阵列结构同时具备原子级（阳离子空位）,纳米级（片厚）以及微米级（片宽）的宽尺度范围,可有效地散射不同波长范围的声子,从而实现优异的热电性能（ZT:0.5）与极低的热导率(0.13 W m-1 K-1)。在柔性薄膜构筑方面,通过在多孔PI基材上原位制备的方式使热电薄膜根植于衬底中,从而实现了附着力与柔性俱佳的热电薄膜。此外,这种原位制备与设计热电薄膜的工艺简单易行,材料与制备成本较低,为柔性热电薄膜的设计与应用展现了新的思路与途径。5.可印刷的热电器件因其简单灵巧的制备技术在批量生产以及器件设计方面具有独特的优势,但直接印刷的技术难以对热电材料的结构进行合理调控与加工,不利于材料与器件在热电性能上的进一步优化。此外,印刷热电器件与印刷电路在构筑工序上的差异给热电器件在电子设备中的集成应用造成了较大阻碍。鉴于此,本文发展了一种可原位集成的热电器件构筑技术。在化学铜图案的基础上,依次采用硒化处理与阳离子交换技术制备了一种pCu2Se-nAg2Se热电器件。由p型Cu2Se薄膜进一步转化得来的n型Ag2Se薄膜同样具备独特的纳米片阵列结构,也同样地表现出了极低的热导率(0.15 W m-1 K-1)与优异的热电性能（ZT:0.7）。此外,通过在多孔PI基材上原位制备的方式使热电薄膜根植于衬底中,从而实现了附着力与柔性俱佳的Ag2Se热电薄膜以及pCu2Se-nAg2Se热电器件。这一项研究展示了一种可在铜基电子线路系统中原位制备和集成高性能热电器件的可行途径,促进了热电器件在电子领域中的发展与集成应用。
史英迪[3]（2021）在《三氧化钨基纳米结构的调制生长与电致变色特性研究》文中研究说明电致变色材料可以通过施加一个相对较低的偏压（通常<5 V）,在可见光和红外区域实现透过、吸收与反射率的动态可调,从而保证太阳能的高效利用并且可以应用于智能窗、电子纸等相关节能设备。电致变色材料的记忆效应与不发光特性,也使其有望应用于下一代零消耗人眼友好型图像显示设备。与此同时,电致变色反应过程中发生的离子嵌入/脱出也会产生赝电容行为使得材料具备储能特性,这使得我们可以通过制备电致变色超级电容器双功能器件来实现能量储存状态的可视化,因此发展智慧型节能储能材料与器件成为了新兴的研究热点。WO3是一种典型的具有电致变色特性且环境稳定性良好的材料,其结晶程度、微观形貌以及成分结构等影响着材料的电致变色性能,但是WO3也存在着记忆效应欠佳、着色效率低、响应速度慢等缺点,限制了其应用。在本论文的研究工作中,作者针对电致变色材料的记忆效应、动力学响应、光学调制幅度以及储能特性等关键问题与性能短板,系统研究了目标材料的微观结构、性能表现与工作机理之间的内在关联,具体内容与成果如下:1)通过氧缺陷的控制获得具有优秀记忆效应和双波段调制能力的三氧化钨电致变色材料。在本文第三章中,作者对传统直流反应磁控溅射法进行了发展,通过动态控制溅射系统中的氧分压获得了氧缺陷分布可调和混晶结构的氧化钨薄膜。大量内部存在的氧缺陷使得Li+容易被嵌入却难以被脱出,并且在基体内部创造了额外的离子结合位点,混晶结构则有效降低了Li+在材料表面的溢出速度,性能测试表明所得的氧化钨薄膜在可见光（633 nm波长处,99.0%）和近红外（1300 nm波长处,94.2%）区域都表现出极高的光学调制能力,更难得的是材料具有优异的记忆效应（着色状态下静置50天后透过率仅增加了0.04%）。这项工作中的氧化钨薄膜在开发下一代电致变色信息静态显示器或其它节能器件方面具有明显的优势。2)三氧化钨的结晶程度很大程度上会影响材料的电致变色性能。在本文第四章中,我们采用了对衬底温度实时监控的脉冲射频（PRF）磁控溅射技术得到了多孔的非晶态WO3纳米结构,并解决了沉积过程中的自退火温度效应所导致的结晶不规则或化学成分不均匀等问题,并与传统的直流（DC）和射频（RF）磁控溅射所制备的WO3薄膜进行了对比。PRF非晶WO3薄膜在可见光和近红外波段显示出较大的双波段光学调制性能（633 nm和1500 nm分别为93.6%和90.6%）,响应速度快（着色时间为3.2 s,褪色时间为5.6 s）,动力学性能突出,同时具备一定的储能特性。我们以PRF WO3薄膜为变色层,以Ni O薄膜为离子存储层,Li Ta O3薄膜为电解质层,FTO为导电层,玻璃为基底构筑了单基片三明治型全固态电致变色变色器件,实现了全固态状态下的电致变色。3)通过对三氧化钨材料进行结晶性和微观结构的设计可以有效提升材料的电致变色性能。在本文第五章中,通过结合电沉积法和磁控溅射技术构造了双层晶态/非晶复合三氧化钨纳米阵列。本章尝试在磁控溅射技术的基础上引入晶态纳米阵列,晶态/非晶三氧化钨纳米阵列是由晶态WO3纳米阵列和多孔非晶WO3层组成的双层结构,在可见光和近红外区均具有较高的对比度（633 nm波长处为93.9%,1500 nm波长处为89.6%）,响应速度快（着色时间为3.0 s,褪色时间为3.6 s）,循环稳定性优异（10000次循环后对比度保持率为95.4%）。此外,复合纳米阵列还表现出较高的面电容（47.4 m F/cm2）、优异的倍率性能和充放电循环稳定性（2000次循环后,面电容仍保持84.0%）。基于晶态/非晶纳米阵列优异的电致变色和电容性能,我们构建了电致变色超级电容器纳米器件。本章充分利用了各组分之间的互补性和相互作用增强。此外,氧分压对非晶层微观结构以及纳米器件电化学性能的控制起着至关重要的调节作用。4)在本文第六章中,通过构建高质量的有机/无机复合空心纳米结构,提高了材料的电致变色性能。我们采用模板辅助磁控溅射和脉冲电化学沉积相结合的方法,制备了空心三氧化钨/聚噻吩/三氧化钨多层复合纳米阵列薄膜。空心纳米阵列提供了大的比表面积,缩短了电荷传输路径,而构建对称三明治结构层状薄膜则一定程度上提高了电极的环境稳定性和循环稳定性。PEDOT层作为独特的导电网络,交联相互分离的色心,加速了电荷传输过程。所制得的空心复合纳米阵列薄膜具有优秀的电致变色性能和低电位下高效的着色能力,所获得的有机无机复合空心纳米阵列在开发高质量的可视化智能节能器件方面具有巨大的潜力,并且为构建空心微纳结构有机无机复合材料提供了新的思路和方法。
黄梦秋[4]（2021）在《过渡金属基微纳多级结构阵列的制备及电化学性能研究》文中进行了进一步梳理在众多的能量存储与转换器件中,超级电容器与电解水制氢装置受到越来越多的关注。无论是超级电容器还是电解水,其核心都是高性能电极材料的制备。过渡金属基材料具有价格低廉、储量丰富等优点但普遍存在导电性差、活性位点低等问题而达不到实际应用效果。因此我们通过合理的设计,在金属基底上构建合成三维过渡金属基纳米阵列材料,并对其进行改性以制备出导电性更好具有更多活性位点的电极材料,并将其应用于超级电容器和电解水装置。主要研究内容如下:（1）采用刻蚀诱导共沉淀法结合还原脱水过程,在泡沫镍基底上成功制备金属Ni纳米粒子修饰的MnO（Ni/MnO）纳米片阵列,直接用作无粘结剂的赝电容电极。镍纳米粒子的引入有效地促进了电子在Ni/MnO界面的传导和电子的积累,降低了Ni/MnO复合电极的电荷转移电阻。同时,Ni/MnO纳米片阵列的多孔结构使得活性材料与电解质之间的接触面积更大。将Ni/MnO纳米片阵列作为无粘结剂的电极材料用于超级电容器,测试结果表明Ni/MnO纳米片电极具有良好的电化学性能:在电流密度为0.5 A g-1时的比电容可高达1235.6 F g-1,在10 A g-1时的比电容为1075.6 F g-1;在10 A g-1的高电流密度下循环15000次后,Ni/MnO复合电极的电容不但没有衰减,反而增加了19%,该结果主要是因为MnO纳米片上的金属Ni纳米粒子和泡沫镍基底上的金属镍在充放电过程中有部分被氧化,从而参与电化学电荷存储过程,这对提高复合材料的电容有额外的贡献。此外,这种“刻蚀诱导的共沉淀”策略还可以拓展到其他过渡金属元素如Fe、Co等制备多种氢氧化物阵列。（2）采用定向催化氧化结合后续退火的方法在铜基底上制备CuO/Mn3O4多级结构纳米片阵列。设计一种定向催化氧化方法,在Cu（OH）2纳米棒阵列表面定向均匀生长了大量CuO/Mn3O4纳米片。通过后续的N2气氛退火处理,制备了具有氧空位的CuO/Mn3O4三维结构纳米阵列。三维纳米阵列结构电极具有增强电子传输、增大比表面积和强化结构稳定性等优点,可以有效解决粉体材料需要添加粘结剂制作电极以及导电性差等问题。电容测试结果显示,经过N2气退火处理的N-CuO/Mn3O4纳米阵列电极显示优异的电化学性能,在电流密度为5 m A cm-2下,面积比电容高达433 m F cm-2(在电流密度为20 A g-1下,质量比容量为1732 F g-1)。在电流密度为20 m A cm-2下循环20000次后容量不仅没有任何衰减,反而有144%的容量保持率,具有超长的循环寿命。这种简单的定向催化氧化策略可以扩展到在Cu（OH）2纳米棒前驱模板表面制备其他多种金属(例如Ni2+、Co2+、Cu2+、Zn2+或它们的混合离子等)的氧化物/氢氧化物,显示了其基于铜基底制备CuO基复合纳米结构阵列的通用性。（3）利用芬顿反应(H2O2+Fe2+体系)诱导合成了Fe-Ni（OH）2/Co（OH）F复合金属基多级结构阵列。首先在水热条件下制备Ni（OH）2/Co（OH）F纳米阵列,然后在室温下利用芬顿反应诱导合成Fe-Ni（OH）2/Co（OH）F复合纳米阵列,并研究了其对析氧反应（OER）的电催化性能。在OER测试中,在电流密度为100 m A cm-2时,过电势仅为255 mV,具有优异的OER性能;同时,在进行115 h的稳定性测试后,其过电势基本保持不变,具有良好的稳定性。此外,利用这种方法分别制备出Fe-Ni（OH）2和Fe-Co（OH）F阵列,并研究比较了它们的催化性能。结果表明,Fe的引入可以增加材料的活性位点和导电性,从而提高催化剂的催化性能。
王月青[5]（2020）在《基于界面反应构筑三维过渡金属基催化剂及其电解水性能研究》文中进行了进一步梳理电催化水分解是制取氢气最为理想和有效的方式之一,但受限于缓慢的阳极氧析出和阴极氢析出过程。因此,开发高效、高稳定性和价格低廉的过渡金属基催化剂,降低反应能垒,提高能源转换效率至关重要。电催化剂受表界面性质、结构及组成的影响,如何构筑高效的纳米结构催化剂实现催化性能和结构组成的统一,是提高电解水反应的关键。本论文以功能导向结构设计,发展了以离子交换、氧化还原反应、界面配位自组装等多种原位构筑方法,构筑了具有特定组成和多级纳米结构的电催化剂,实现了对电催化水分解性能地优化。概括如下:（1）通过简单的电沉积与氨气热处理过程,构筑了多孔的双金属镍钴氮化物纳米阵列。双金属间的协同效应、高电导率和多孔的特点,促进快速的电荷传输和优异的电催化氧析出和氢析出双功能催化活性。（2）结合离子交换和原位沉积策略,建立了普鲁士蓝类似物多级结构的普适性合成方法,实现在多种金属氧化物/氢氧化物表面PBA的原位沉积。通过监测反应体系pH变化及紫外可见光谱,揭示了溶度积差异和溶液弱酸度共同控制的可逆生长机理。通过结构功能导向设计和阴离子界面调控,显着提升了氮化物衍生物的催化性能,实现了长达2000小时的稳定电解水。（3）为进一步简化三维多级普鲁士蓝类似物的制备过程,联合氧化还原反应和原位沉积过程,发展了多种金属表面原位生长PBA多级结构的普适性方法。通过调节反应动力学,控制PBA的生长过程,实现了对组成和结构的调控。铜铁的氧化物衍生物表现出优异的氧析出催化活性和长期稳定性。（4）通过界面配位自组装过程,发展了一种在纳米阵列上生长单宁酸与金属离子配位结构的通用策略。单宁酸酚羟基强的黏附作用和金属络合能力促进其均匀沉积。得益于表面修饰和电子调控作用,单宁酸铁@氢氧化镍电极表现出优异的电催化水分解性能。
陶柯宇[6]（2020）在《新型镍/钴基硫族化合物或磷化物复合材料的合成及其电化学性能》文中认为清洁可再生的能源,比如氢能、太阳能、风能和潮汐能等,都具有零排放、无污染等特性,在未来的可持续发展战略中能占据重要的地位。而以电解水制氢技术和超级电容器为代表的高效电化学能源转化和储存技术则是新能源开发和利用的有效载体和途径。电解水制氢是通过将电能转化为氢能的方式来制备氢气,其反应过程包含阴极的电解水制氢反应（HER）和阳极的电解水制氧反应（OER）。超级电容器则是储存各种不连续能源的储能媒介,能将不连续能源转换成连续能源实现有效利用。对于以上技术来说,决定其效率和性能的关键因素在于电极材料,这些材料通常具有共同的特性:即良好的导电性、大的比表面积、稳定的微观结构、丰富的催化/储能活性位点,以及能与电解质充分接触等。镍与钴的硫族化合物以及磷化物因为种类储量丰富、环境相容性好等优点,在能源转化与储存领域受到了极大关注。但随着研究的深入,人们发现单一组分的材料越来越难以满足对于电极活性和稳定性的要求。在活性材料中引入其他物相来构建异质复合结构可利用多种物质间的结构优化、协同作用来实现更优异的电化学性能。然而目前开发出的此类高性能材料往往需要精细或复杂的工艺,并且合理的设计规律也有待发展和完善。基于以上考虑,本论文根据复合材料内各组元的特点提出了具有针对性的设计方案。并利用结构复合、物相调控、界面工程等策略来构建并优化了相关复合材料的形貌、成分、导电性及表面特性。为合成高性能的镍/钴基硫族化合物以及磷化物复合材料电极进行了理论和实践方面的探索。主要工作如下:（1）引入Mo基材料进行复合,通过对前驱体MOFs结构的调控,采用低温煅烧/硫化的方式,分别制备了不同Ni/Mo摩尔比的Ni S/Mo S2/C粉末作为析氢电催化剂。当材料中Ni/Mo比例为1:4时,通过与活性炭的复合,使样品具有Mo S2/C纳米线和Ni S/Mo S2纳米片构成的复合结构。该复合材料在碱性介质中显示出了优异的HER性能,在10 m A cm-2的过电位为117 m V,Tafel斜率为58 m V dec-1,且电化学耐久性显着。这种异质结构具有良好的导电性、丰富的暴露活性位点以及协同效应,并且解决了粉末纳米材料在电解过程中的团聚问题,从而有助于提高其在碱性溶液中的活性和稳定性。（2）对复合材料前驱体成分进行微调,采用部分磷化的策略,在泡沫镍（NF）上制备了具有Mo-O链接（Mo-O linkage,MOL）的CoP纳米片阵列,并系统地研究了物相组成对其水分解性能的影响。在Co-Mo前驱体的构筑过程中,以尿素作为封端剂,实现了对Co-Mo前驱体中Co/Mo比值的调控,使得其主要物相为Co O,并限制了Mo-O键的延伸,为后续的部分磷化创造了条件。最终,样品CoP/MOL/NF-10具有最佳的HER活性:在10和100 m A cm-2下的过电位分别为87和210 m V。密度泛函理论（DFT）计算表明:CoP中引入适量的Mo-O键,可有效调控材料界面的电荷分布,也改善了材料表面对氢的吸附能（ΔGH）,使得材料对水分解的电催化活性显着提高。此外,该样品也具有最佳的OER性能:在电流密度达到20 m A cm-2时,其过电位为270 m V,与Ru O2性能相当。金属性的CoP和Mo-O链接之间的结合以及相互作用引入了大量的晶体缺陷,有助于增加材料内部暴露的活性点位数量,这些活性点位是水电解过程的重要参与者,并且该复合材料在HER和OER方面均优于其单一组分的催化剂。通过对CoP/MOL/NF-10（-）//CoP/MOL/NF-10（+）电解槽进行测试发现,其在1.52 V的工作电压下可产生10 m A cm-2的电流密度,可与贵金属Pt/C（-）//Ru O2（+）电解槽的性能相当,并且具有长期稳定性。（3）通过两步水热反应,由外而内地在泡沫镍（NF）上原位生长了Co-Mo-O/Ni3S2纳米片阵列。得益于样品独特的包覆阵列结构以及各组分间的协同作用,所得到的Co-Mo-O/Ni3S2/NF在碱性溶液中表现出良好的OER电催化活性,在290 m V的过电位下可产生50 m A cm-2的OER电流密度,在持续12小时电解实验中也表现出了良好的耐久性。另外,该样品还具有优异的储能性能,在碱性溶液中作为超级电容器电极时,在2 m A cm-2下,其比容量可达340 m Ah g-1,倍率性能可达82.1%(2至32 m A cm-2),优于单一组分的材料。构建的Co-Mo-O/Ni3S2/NF//活性炭（AC）混合超级电容器在功率密度为1.1 k W kg-1时的能量密度可达57.9 Wh kg-1,在170 m A cm-2的电流密度下经过10000次充放电后可保持74.5%的初始容量。（4）首先采用溶剂热反应在泡沫镍（NF）上分别生成了的Ni Se、Ni3S2以及不同Se/S元素比的Ni Se/Ni3S2异质结构,这些样品表现出了多样的形貌和电化学行为。其中,样品Ni Se/Ni3S2/NF-1:1（Se/S摩尔比为1:1）呈现出了垂直生长的自支撑纳米纤维阵列结构,并具有最优的电化学性能。研究发现,这些不同物相间具有相互匹配的晶间距,为异质结构的外延生长提供了前提。经过进一步的磷化处理,可使Ni12P5纳米粒子生长在Ni Se/Ni3S2纤维表面。最终所制备的Ni Se/Ni3S2/Ni12P5/NF-1:1在10 m A cm-2时可提供2.04 m Ah cm-2的高面积容量(1 A g-1时比容量是272 m Ah g-1),在5至60 m A cm-2范围内具有69.6%的倍率性能。其优异电化学性能也与异质结构内电子密度的重新分布有关。镍硫族化合物异质结构与磷化镍的复合不仅可以增强活性材料间的电子转移,而且可以改善镍硫族化合物在碱性电解质中的稳定性。在以Ni Se/Ni3S2/Ni12P5/NF-1:1正极和活性炭（AC）负极构成的混合超级电容器Ni Se/Ni3S2/Ni12P5/NF-1:1//AC的体积容量为7.26 m Ah cm-3,可在84.8 m W cm-3的功率密度下提供9.23 m Wh cm-3的能量密度,并且具有优良的循环稳定性。
王麒钧[7]（2020）在《基于非贵金属有机框架材料的电催化剂设计及其析氧性能研究》文中进行了进一步梳理电解水制氢是解决目前能源危机的重要策略之一。然而在电解水反应的过程中,由于阳极发生的析氧反应（OER）涉及复杂的四电子转移过程,具有动力学迟滞等特征,限制了电解水的效率。目前,尽管贵金属基催化剂可以有效提升氧析出的效率,其低储量和高成本等因素限制了贵金属析氧催化剂的商业化应用,因此急需发展高效的非贵金属析氧催化材料。由金属离子和有机配体以配位形式组装而成的金属有机框架材料（metal-organic frameworks,MOFs）作为一类拥有高比表面积、丰富的金属中心以及功能化基团的有序多孔化合物,在研发非贵金属基析氧催化材料方面吸引了研究学者们的广泛兴趣。然而,在这方面的研究工作尚处在初始阶段,非贵金属MOFs析氧电催化材料的设计策略目前仍面临两大科学问题:（1）多组分协同催化材料的设计策略有待发展;（2）MOFs的本征催化活性及其影响因素有待深入挖掘。鉴于此,本论文以发展高活性非贵金属MOFs析氧电催化剂的设计策略为目的,从MOFs衍生策略,设计导电MOFs策略、MOFs金属价态调控策略以及MOFs配体部分取代策略等四个方面递进探究了基于非贵金属MOFs材料的电催化剂设计方法及其结构与析氧性能之间的关系。主要研究内容如下:（1）提出了一种MOF衍生的界面重构策略,在泡沫镍（nickel foam,NF）基底上制备了超薄N、P、S-三元掺杂碳（N,P,S-tri-doped carbon,NPSC）包覆氮化亚铜-磷化亚铜（Cu3N-Cu3P）异质结的三维纳米墙（nanowall arrays,NWs）阵列结构（Cu3N-Cu3P/NPSCNWs@NF）。在该材料中,Cu3N-Cu3P异质结构有效结合了Cu3N与Cu3P各自良好的电荷传输性质,提升了催化剂的导电性;在合成过程中形成的超薄N、P、S-三元掺杂碳层则起到传质和保护Cu3N-Cu3P异质结的作用。所制备的Cu3N-Cu3P/NPSCNWs@NF在碱性电解液中驱动10 m A cm-2电流密度所需的过电位仅为240 m V,展现出优于本征Cu-MOF（407 m V）的OER电催化活性,并且能在该电流密度下稳定工作36小时。（2）针对上述MOF衍生策略所制备的催化剂不能体现MOF的本征催化活性等问题,在上一章研究的基础上提出了一种合成导电MOF的新方法,制备出同时含有共价与配位连接作用的二维MOF材料（2D covalent organometallic nanosheet,2D COMS-Co）。在该材料中的Co N6强配位构型不仅有助于电荷传输,而且可以防止Co在催化过程中发生团聚,此外,由共价键拓扑而成的二维结构可以使Co活性位点充分暴露在电解液环境中,有助于电催化活性和稳定性的提升。导电性测试的结果表明2D COMS-Co有着良好的电荷传输性质,具备在电催化领域的应用潜力。最后对2D COMS-Co在1.0 M KOH中进行了OER电催化性能测试,结果表明2D COMS-Co仅需要319 m V即可驱动10 m A cm-2的电流密度,并且在经过长时间稳定性测试后,其催化性能和二维形貌结构均得到了较好的保持。（3）针对上一章合成导电MOFs的策略具有制备过程复杂等不足之处,提出了一种直接调控MOF金属价态制备高效析氧电催化剂的新构想。首先通过理论模拟预测了低价态的Fe（II）-MOF-74对氧物种的吸附效率比Fe（III）-MOF-74更高,更有利于OER电催化。然后通过价态调控策略分别合成了相应价态的纳米阵列（nanoarrays,NAs）电极Fe（II）-MOF-74 NAs@NF与Fe（III）-MOF-74 NAs@NF。OER电催化性能测试与反应吉布斯自由能计算结果都表明Fe（II）-MOF-74 NAs@NF拥有比Fe（III）-MOF-74 NAs@NF更好的OER催化活性,且仅需207 m V即可驱动10 m A cm-2的电流密度,并能保持长达72小时稳定的OER催化性能和结构形貌。（4）在上一章研究的基础上,提出了一种MOF配体部分取代策略来进一步促进Fe2+金属位点的催化活性。通过理论模拟预测了不对称配体2-氨基对苯二甲酸（ATA）部分取代Fe（II）-MOF-74的原始配体2,5-二羟基对苯二甲酸（DHTA）后,可以使结构中的部分Fe2+成为配位不饱和位点,而且能够降低带隙值,使导电性得到提升,有利于提高电催化性能。结合上一章的价态调控策略制备了一系列不同取代量的（ATA）x（DHTA）1-x-Fe（II）-MOF-74（0≤x<1）。OER电催化测试结果表明,得益于结构中有着最优数目的配位不饱和Fe2+位点,所制备的（ATA）0.6（DHTA）0.4-Fe（II）-MOF-74具有最佳的电催化活性,在1.0 M KOH中,驱动10 m A cm-2电流密度所需的过电位仅为189 m V,在不同的电流密度下均能保持长时间的稳定性,且该性能优于Fe（II）-MOF-74（237 m V）,与理论预测的结果一致。
魏成博[8]（2020）在《二维过渡金属纳米阵列的制备及其电化学性能研究》文中认为日益严重的能源危机和环境污染问题,迫使全球努力开发清洁和可再生能源,以取代传统的化石燃料。氢能因为具有资源丰富,热值高,清洁等优点,已成为最有前途的能源载体之一。然而,目前大约90%的氢是通过碳氢化合物转化产生的,这既不节能也不环保。电化学水分解（2H2O→O2+2H2）作为一种清洁高效的制氢和储氢方法,近年来得到了广泛的研究。因此,探索一种高效、经济、耐用的水分解电催化剂具有重要意义。目前最先进的催化剂主要为贵金属基催化剂（HER的Pt电极以及OER的IrO2和RuO2电极）,然而贵金属高成本、稀缺性的缺点限制了电解水的进一步发展。在近几年的研究中,廉价易得的过渡金属因其独特的电子构型,表现出了优异的电化学性能,显示出了可替代贵金属作为电解水催化剂的潜力。本论文针对过渡金属化合物（如硫化物,磷化物,氢氧化物）的优点及存在的缺陷,结合一些导电基底材料（如泡沫镍（NF））的优点,分别从材料组成、形貌、电极结构等方面对其进行了改进,以提高其电化学水分解性能,具体的研究工作如下:1.将多相析氢反应（HER）和析氧反应（OER）电催化剂整合成具有特定界面和结构的复合催化剂,对于开发高效的双功能催化剂以实现整体水分解具有很大的应用前景。在此基础上,设计合成了泡沫镍负载的多相MoS2-Ni（OH）2电催化剂（MoS2@Ni（OH）2/NF）,在Ni（OH）2纳米棒阵列表面修饰MoS2纳米薄片。异质材料中分层的一维/二维结构不仅有利于催化位点的暴露,也加速了电荷的转移。这些异质界面处的协同作用,调整了材料的电子结构,改善了HER、OER以及整体水裂解的催化活性和反应动力学。在1 M KOH溶液中,MoS2@Ni（OH）2/NF在10 mA cm-2的电流密度下,其HER和OER的低过电位分别为134 mV(35 mV dec-1)和233 mV(58 mV dec-1)。此外,当MoS2@Ni（OH）2/NF材料用作整体水分解的双功能电极时,在10 mA cm-2处,整体水分解电压仅需要1.46 V,并能在50个小时的连续工作中依旧保持高催化活性,这优于大多数已报道的无贵金属双功能电催化剂。这种复合催化剂的非均相设计为能源应用功能材料的开发提供新思路。2.在中性电解质中高效的进行HER过程,对于电催化剂的实际应用具有重要意义,但目前大多数催化剂仅在酸性或碱性介质中具有良好的催化活性。本文提出了表面调制方法,将Ru掺杂到泡沫镍支撑的Ni2P纳米片阵列（Ru-Ni2P/NF）表面,以激活其高效的析氢活性。钌元素实现了优化的表面化学催化作用,包括提高内在催化活性,增新活性中心密度,改善反应动力学。所得电极具有类似Pt电极的催化活性,并且在中性和碱性溶液中都具有良好的稳定性。通过这种表面化学调制方法来探索高效且宽pH范围的电催化剂,对开发先进的能量转换材料具有重要的应用价值。3.析氧反应（OER）是水裂解系统、燃料电池和金属空气电池中的一个关键过程,但用简单的方法开发廉价、高效的OER催化剂是一个巨大的挑战。我们采用两步水热法,制备了直接在三维导电基底泡沫镍上生长的Ni3S2/Co3S4纳米薄片,其中二维纳米薄片交错组装成三维花球结构。由于Ni-Co-S中Co原子的掺入,在原子尺度上形成大量的缺陷位点,改变了Ni-Co的电子结构,增强了材料的本征催化性能。同时,三维的花球结构增加了材料的导电性与稳定性。其在1 M KOH溶液中,有较低的过电位(η10=242 mV)和Tafel斜率(45.3 mV dec-1),并且在长达30小时的测试后依然能保持良好的形貌和催化活性。该工作为制造高效、稳定和低成本的OER电催化剂提供了一个有效的策略,有望促进与OER相关的储能和转换技术的发展。
杨诚智[9]（2020）在《金银微纳有序阵列的仿生制备及其在对硝基苯酚催化还原中的应用》文中指出对硝基苯酚的催化还原对于环境治理和工业生产均具有重要意义。然而,传统的纳米金属催化材料尚难以兼顾活性和稳定性的要求。纳米双金属有序阵列耦合了组分复合和结构功能化的综合优势,有望作为高效稳定的催化剂参与对硝基苯酚的还原反应。自然生物体所具备的丰富生物活性基团和精细微纳分级结构为此类材料的可控制备提供了思路和依据。本课题选取蝶翅为自然生物模板开发金银微纳有序阵列的仿生制备方法,在此基础上对材料的阵列结构和纳米基元等加以调控,并进一步研究了不同金银微纳有序阵列在对硝基苯酚催化还原反应中的性能表现,主要成果如下:（1）将自然生物模板法和液相化学还原法相结合,制备得到金银微纳有序阵列材料。该法利用蝶翅模板的矿化作用获得纳米银阵列,进而通过伽尔尼置换反应进行纳米金银的复合,材料完整保留了模板的精细分级结构,并实现了纳米基元均匀有序的阵列状排布。（2）通过选用不同种类的蝶翅为模板将金银微纳有序阵列的结构调控为准光子晶体结构及准蜂窝状结构,蝶翅在阵列结构调控过程中同时充当物理基板和化学模板。通过改变氯金酸的浓度将金银微纳有序阵列的基元调控为核壳颗粒状、空心螺母状和合金团簇状等形貌,分析表明纳米基元调控是通过银表面修饰层还原、金银伽尔尼置换反应及金银合金化等过程逐步实现的。（3）研究了不同金银微纳有序阵列在对硝基苯酚还原反应中的催化性能。通过对比实验发现,金银微纳有序阵列材料的催化活性能够随组分、阵列结构及纳米基元的优化而得到显着提高。循环测试结果表明,各金银微纳有序阵列材料均具备优良的催化稳定性。
周道金[10]（2019）在《层状双金属氢氧化物电子结构的调控及其电化学催化性能研究》文中研究说明氢能是一种来源广泛,能量密度高,燃烧产物无污染的清洁可再生资源,通过在酸性或碱性条件下裂解水来制备氢能是一种应用潜力巨大的制氢方法,但无论在酸性或碱性裂解水产氢都需要催化剂来加速裂解过程,提高反应效率。贵金属是目前广泛使用的催化剂,但由于贵金属本身储量有限,价格高昂,不利于未来电解水的工业化发展。研究发现在碱性裂解水中,过渡金属的有效选择和利用可以显着减少对贵金属催化剂的依赖。碱性电解水中的析氢反应目前发展较成熟,过电位仅有20 mV左右,而析氧反应过电位超过300 mV。本文针对这一研究现状,对碱性电解水中的析氧反应催化剂（层状双金属氢氧化物）的电子结构进行多种手段的精细调控,实现了催化活性的进一步提高。并进一步建立了层状双金属氢氧化物中金属位点的电子结构及其电催化析氧反应性能的构效关系,具体研究内容和结论有以下几点:1.制备了层间具有不同氧化还原活性阴离子的层状双金属氢氧化物,并研究了其作为碱性析氧反应催化剂的催化性能。研究发现,具有不同氧化还原活性的阴离子对于金属位点的电子结构有明显的调控作用。其中层间插层还原性阴离子（SO32-,H2PO2-等）的材料相比于传统碳酸根插层的材料具有更优秀的析氧反应本征催化活性,而层间插层氧化性阴离子（ClO-,ClO2-等）的材料其本征活性较差。这种催化活性的差别主要来源于作为催化中心的金属位点电子结构的差异。具有低价态、富电子结构的催化中心更容易通过失去电子而和电解液中的氢氧根发生相互作用,促进其表面的去质子化过程,进而实现高效析氧反应的进行。2.基于金属位点电子结构与其催化活性的构效关系,进一步通过多种方法提高层状双金属氢氧化物的碱性析氧催化性能。通过还原性火焰快速焙烧处理的方法,向镍铁层状双金属氢氧化物中引入氧空位来实现对其中金属位点电子结构的调控,增强其对析氧反应中间体的吸附,最终实现了析氧反应本征活性的提高。材料具有较低的析氧反应起峰电位（1.42 V,相对于可逆氢电极）,且具有良好的催化稳定性。通过向层状双金属氢氧化物层板间掺杂具有弱电负性的金属离子（Fe2+,Mn2+等）,利用金属离子间的电子转移实现了对于层板金属位点的电子结构调控。这一方法同时激活了边缘活性位点和长久以来惰性的面内金属位点,提高了材料的本征活性和活性位点的数目。此外,通过机械力化学法对层状双金属氢氧化物进行金属离子配位环境和晶格应力的改变,调控了金属位点的电子结构和对反应中间体的吸附能。富电子结构的金属位点对反应中间体有更强的结合强度,使得该材料的析氧反应起峰电位低至1.43 V,达到10 mA/cm2工作电流密度仅需270 mV过电位。3.设计了具有长程梯度的析氧反应催化剂。针对梯度材料在光电催化领域内的重要应用以及目前长程梯度材料在制备上的空白,我们在水热合成过程中制备了含有铁梯度掺杂效应的镍铁层状双金属氢氧化物纳米阵列。铁的梯度掺杂带来了连续的金属-氧键的键长和金属位点电子结构的变化,使得整个材料具有连续的界面效应,提高了镍铁层状双金属氢氧化物本征催化活性。此外,铁的梯度掺杂导致材料的能带结构发生了变化。这种梯度掺杂效应带来了镍铁层状双金属氢氧化物纳米材料内部电子和空穴的定向移动,减弱了电子-空穴的重聚合趋势,提高了电催化过程中载流子的传输利用率。因此,这种梯度掺杂效应从材料的本征活性和载流子传输两方面提高了镍铁层状双金属氢氧化物的析氧反应催化效率。4.基于电子结构调控设计了双功能催化剂。利用原位生长的方法制备了一系列层状双金属氢氧化物/柔性石墨烯基底复合材料,通过进一步的掺杂/硫化作用,合成了一系列优秀的析氧/氧还原双功能催化剂。制备得到的层状双金属氢氧化物/氧化石墨烯复合粉体材料具有类阵列的结构,在本征活性得到提高的基础上,其开放的结构和充分暴露的活性位点加速了传质和反应中间体与催化中心的接触。通过进一步的原型锌空电池的组装应用我们发现,这类材料实现了锌空电池的低充电电压和高工作电流密度,为可充放电锌空电池的发展提供了思路。
二、纳米阵列结构功能材料的制备、性质及应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米阵列结构功能材料的制备、性质及应用（论文提纲范文）
（1）WO3基有序纳米阵列电极材料的制备及其电致变色-电容双功能性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 过渡金属氧化物基电致变色-电容双功能器件概述 |
| 2.1.1 电致变色器件结构与工作原理 |
| 2.1.2 赝电容器结构与工作原理 |
| 2.1.3 电致变色器件与赝电容器的性能参数及影响因素 |
| 2.1.4 电致变色-电容双功能器件及电解液简介 |
| 2.2 WO_3基电致变色电极材料与性能研究进展 |
| 2.2.1 WO_3材料电致变色性能研究简介 |
| 2.2.2 有序WO_3纳米阵列电极电致变色性能研究进展 |
| 2.2.3 提高WO_3电致变色性能的措施 |
| 2.2.4 WO_3基电致变色器件电解液研究进展 |
| 2.3 WO_3基电容器电极材料与性能研究进展 |
| 2.3.1 WO_3电容性能研究进展 |
| 2.3.2 提高WO_3电容性能的措施 |
| 2.3.3 WO_3基电容器电解液研究进展 |
| 2.4 W03基电致变色-电容双功能材料研究进展 |
| 2.4.1 WO_3电致变色-电容双功能材料研究进展 |
| 2.4.2 提高WO_3电致变色-电容双功能材料性能的措施 |
| 2.5 本论文研究背景及研究内容 |
| 2.5.1 本论文研究背景及意义 |
| 2.5.2 本论文的主要研究内容 |
| 3 WO_3纳米棒阵列的制备及其电致变色-电容双功能性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂及材料 |
| 3.2.2 实验设备与仪器 |
| 3.2.3 制备方法与流程 |
| 3.2.4 实验表征与测试 |
| 3.3 WO_3纳米棒阵列微观形貌及结构表征 |
| 3.4 WO_3纳米棒阵列在高氯酸锂-碳酸丙烯酯(LiClO_4-PC)电解液中电致变色-电容性能研究 |
| 3.4.1 WO_3纳米棒阵列的电致变色性能 |
| 3.4.2 WO3纳米棒阵列的电容性能 |
| 3.4.3 WO_3纳米棒阵列的电致变色-电容双功能特性及动力学机理 |
| 3.5 WO_3纳米棒阵列在AlCl_3水溶液中的电致变色-电容性能研究 |
| 3.5.1 WO_3纳米棒阵列的电致变色性能 |
| 3.5.2 WO_3纳米棒阵列的电容性能 |
| 3.5.3 WO_3纳米棒阵列的电致变色-电容双功能特性及动力学机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 WO_3核壳结构纳米棒阵列的制备及其电致变色-电容双功能性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂及材料 |
| 4.2.2 实验设备及仪器 |
| 4.2.3 制备方法与流程 |
| 4.2.4 实验表征与测试 |
| 4.3 制备条件对于WO_3核壳结构纳米棒阵列形貌及其在LiClO_4-PC中电致变色-电容性能影响 |
| 4.3.1 WO_3胶体浓度对于核壳结构纳米棒阵列微观形貌影响 |
| 4.3.2 WO_3胶体浓度对于核壳结构纳米棒阵列电致变色性能影响 |
| 4.3.3 退火温度对于核壳结构纳米棒阵列微观形貌影响 |
| 4.3.4 退火温度对于核壳结构纳米棒阵列电致变色性能影响 |
| 4.3.5 WO_3核壳结构纳米棒阵列电容性能研究 |
| 4.3.6 WO_3核壳结构纳米棒阵列电致变色-电容双功能特性及协同作用机理 |
| 4.4 WO_3核壳结构纳米棒阵列在AlCl_3水溶液中电致变色-电容性能研究 |
| 4.4.1 WO_3核壳结构纳米棒阵列的电致变色性能 |
| 4.4.2 WO_3核壳结构纳米棒阵列的电容性能 |
| 4.4.3 WO_3核壳结构纳米棒阵列的电致变色-电容双功能特性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 TiO_2/WO_3复合纳米棒阵列的电致变色-电容性能及其修复机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂及材料 |
| 5.2.2 实验设备与仪器 |
| 5.2.3 制备方法与流程 |
| 5.2.4 实验表征与测试 |
| 5.3 制备条件对于TiO_2/WO_3复合纳米棒阵列微观结构的影响 |
| 5.3.1 TiO_2纳米棒阵列生长机理 |
| 5.3.2 基底预处理浓度对于制备TiO_2纳米棒阵列的影响 |
| 5.3.3 WO_3前驱液浓度对TiO_2/WO_3复合纳米棒阵列形貌的影响 |
| 5.3.4 TiO_2/WO_3复合材料的微观形貌与价键解析 |
| 5.4 TiO_2/WO_3复合纳米棒阵列在LiClO_4-PC中电致变色-电容性能及其修复机理 |
| 5.4.1 TiO_2/WO_3复合纳米棒阵列电化学稳定性及其储能水平修复机理 |
| 5.4.2 TiO_2/WO_3复合纳米棒阵列的电致变色性能及其修复机理 |
| 5.4.3 TiO_2/WO_3复合纳米棒阵列的电容性能及其修复机理 |
| 5.4.4 电致变色-电容双功能器件性能及修复 |
| 5.5 TiO_2/WO_3复合纳米棒阵列在AlCl_3水溶液中的电致变色-电容性能及其修复机理 |
| 5.5.1 TiO_2/WO_3复合纳米棒阵列的电致变色性能及其修复机理 |
| 5.5.2 TiO_2/WO_3复合纳米棒阵列的电容性能及其修复机理 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）化学铜及其原位衍生的微纳米阵列在电子器件中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 高密度电子封装 |
| 1.1.2 化学铜 |
| 1.2 化学镀铜工艺 |
| 1.2.1 化学镀铜的基本原理 |
| 1.2.2 镀液成分及其作用 |
| 1.2.3 化学镀铜工艺的特点 |
| 1.3 化学铜在电子设备中的应用及研究进展 |
| 1.3.1 PCB孔金属化处理 |
| 1.3.2 PCB内层板铜层处理 |
| 1.3.3 电磁屏蔽 |
| 1.3.4 印刷电路 |
| 1.4 铜的衍生物在电子器件中的应用及研究进展 |
| 1.4.1 锂离子电池 |
| 1.4.2 锂金属电池 |
| 1.4.3 超级电容器 |
| 1.4.4 热电材料与器件 |
| 1.4.5 电化学传感器 |
| 1.5 化学铜在电子领域中的发展趋势与挑战 |
| 1.6 本文研究目的与研究内容 |
| 第2章 实验原料、仪器与测试表征 |
| 2.1 主要化学试剂与耗材 |
| 2.2 实验制备用主要设备 |
| 2.3 分析测试用常规设备 |
| 2.4 薄膜热导率测试设备 |
| 第3章 化学镀铜用Sn/Ag纳米高效催化剂制备及其催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 催化剂的制备 |
| 3.2.2 催化剂性能表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料形貌、结构和组成 |
| 3.3.2 催化性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 化学铜导电图案的“加成法”制备及其镀层性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 基材表面预处理 |
| 4.2.2 化学铜导电图案制备 |
| 4.2.3 镀层结合力与柔性测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 基于PCB环氧基板制备的化学铜图案及其性能 |
| 4.3.2 基于柔性基底制备的化学铜图案及其性能 |
| 4.4 本章小节 |
| 第5章 基于化学铜集流体原位转化的柔性微电容器件的构筑及其性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 Cu(OH)_2@FeOOH/Cu电极的制备 |
| 5.2.2 微电容器件的构筑 |
| 5.2.3 微电容器件比电容、功率密度与能量密度的计算 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 Cu(OH)_2@FeOOH/Cu电极制备工艺 |
| 5.3.2 化学铜集流体设计 |
| 5.3.3 材料形貌、结构和组成 |
| 5.3.4 微电容器件的电化学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于化学铜镀膜原位转化的p型 Cu_2Se柔性热电薄膜的制备及其性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 Cu_2Se/PI柔性热电薄膜的制备 |
| 6.2.2 Cu_2Se自支撑热电薄膜的制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 Cu_2Se热电薄膜制备工艺 |
| 6.3.2 材料形貌、结构和组成 |
| 6.3.3 Cu2Se热电薄膜性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 基于化学铜图案原位转化的pCu_2Se-nAg_2Se柔性热电器件的构筑及其性能研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 实验部分 |
| 7.2.1 n型 Ag_2Se/PI柔性热电薄膜的制备 |
| 7.2.2 自支撑n型 Ag_2Se热电薄膜的制备 |
| 7.2.3 pCu_2Se-nAg_2Se热电器件的制备 |
| 7.3 结果与讨论 |
| 7.3.1 pCu_2Se-nAg_2Se热电器件制备工艺 |
| 7.3.2 材料形貌、结构和组成 |
| 7.3.3 Ag2Se热电薄膜性能 |
| 7.3.4 pCu_2Se-nAg_2Se热电器件性能 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 总结与展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）三氧化钨基纳米结构的调制生长与电致变色特性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电致变色材料及其发展历程 |
| 1.2 电致变色及电致变色器件机理 |
| 1.3 电致变色器件的结构和组成 |
| 1.3.1 电极 |
| 1.3.2 电解质 |
| 1.3.3 电致变色层 |
| 1.3.4 对电极层(离子存储层) |
| 1.4 电致变色性能测试指标 |
| 1.4.1 光学对比度(光学调制幅度) |
| 1.4.2 响应时间 |
| 1.4.3 着色效率 |
| 1.4.4 记忆效应 |
| 1.4.5 循环稳定性 |
| 1.5 电致变色材料的分类 |
| 1.5.1 金属氧化物 |
| 1.5.2 金属六氰基酸金属盐 |
| 1.5.3 金属酞菁 |
| 1.5.4 紫罗精 |
| 1.5.5 共轭聚合物 |
| 1.6 电致变色器件的应用 |
| 1.7 电致变色技术与其他先进技术的融合 |
| 1.7.1 电致变色技术与可穿戴技术的融合 |
| 1.7.2 电致变色技术与热调控技术的融合 |
| 1.7.3 电致变色技术与传感技术的融合 |
| 1.7.4 电致变色技术与能源收集技术的融合 |
| 1.7.5 电致变色技术与能源存储技术的融合 |
| 1.8 本文研究内容与意义 |
| 第二章 实验条件与测试手段 |
| 2.1 实验药品与实验设备 |
| 2.2 材料分析测试方法 |
| 第三章 氧化钨电致变色薄膜的氧缺陷控制与记忆效应 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构与形貌表征 |
| 3.3.2 电致变色性能测试与分析 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 多孔非晶三氧化钨纳米结构的制备及电致变色性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 SEM表征、XRD分析和Raman分析 |
| 4.3.2 TEM表征 |
| 4.3.3 电致变色性能与电容性能 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 晶态/非晶三氧化钨复合纳米阵列的调制生长与电致变色/储能双功能特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 自组装聚苯乙烯(PS)球模板的制备 |
| 5.2.2 晶态三氧化钨纳米阵列的制备 |
| 5.2.3 晶态/非晶三氧化钨纳米孔阵列的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 SEM表征、XRD分析和Raman分析 |
| 5.3.2 TEM表征 |
| 5.3.3 电化学、电致变色性能与电容性能测试与分析 |
| 5.4 结论 |
| 第六章 层状中空三氧化钨/聚噻吩/三氧化钨复合纳米阵列的设计生长与电致变色/储能双功能器件 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验步骤 |
| 6.2.1 空心WO_3纳米阵列的制备 |
| 6.2.2 空心WO_3/PEDOT/WO_3纳米阵列的制备 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 SEM表征、XRD分析、Raman分析以及XPS分析 |
| 6.3.2 电致变色性能与电容性能测试与分析 |
| 6.4 结论 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 创新之处 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术活动及成果情况 |
| 1 )参加的学术交流与科研项目 |
| 2 )发表的学术论文和专利 |
| 3 )获得的学术奖励 |
（4）过渡金属基微纳多级结构阵列的制备及电化学性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 过渡金属氧化物作为电容器电极材料的研究进展 |
| 1.1.2 析氧反应(OER)的研究近况 |
| 1.2 三维过渡金属基纳米阵列的研究进展 |
| 1.2.1 三维纳米阵列的制备方法 |
| 1.2.2 三维纳米阵列的优势及应用前景 |
| 1.3 MnO纳米材料的研究现状 |
| 1.3.1 MnO纳米材料的制备方法研究现状 |
| 1.3.2 MnO作为超级电容器电极材料的改性研究 |
| 1.4 CuO纳米材料的研究现状 |
| 1.4.1 CuO纳米材料制备方法的研究现状 |
| 1.4.2 CuO纳米阵列作为超级电容器电极材料的改性研究 |
| 1.5 三维过渡金属基纳米阵列在析氧反应中的研究进展 |
| 1.6 本论文的选题背景及创新点 |
| 1.6.1 选题背景 |
| 1.6.2 本论文创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 Ni/MnO纳米片阵列的制备及超级电容器性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂及仪器设备 |
| 2.2.2 样品的制备 |
| 2.2.3 产物的表征 |
| 2.2.4 电化学性能测试 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 前驱体Ni(OH)_2/Mn(OH)_2纳米片阵列的表征分析 |
| 2.3.2 产物Ni/MnO纳米片阵列的表征分析 |
| 2.3.3 合成机理的探究 |
| 2.3.4 MnO薄膜的表征 |
| 2.4 样品的电化学性能测试 |
| 2.4.1 Ni/MnO纳米片阵列与MnO薄膜的循环伏安测试 |
| 2.4.2 Ni/MnO纳米片阵列与MnO薄膜的恒流充放电测试 |
| 2.4.3 Ni/MnO纳米片高容量的研究 |
| 2.4.4 Ni/MnO纳米片阵列与MnO薄膜的循环稳定性研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 定向催化氧化法制备CuO/Mn_3O_4纳米阵列及超级电容器性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂及仪器设备 |
| 3.2.2 样品的制备 |
| 3.2.3 产物的表征 |
| 3.2.4 样品的电化学性能测试 |
| 3.3 实验结果与分析讨论 |
| 3.3.1 前驱体CuO/Mn_3O_4纳米棒阵列的表征分析 |
| 3.3.2 合成机理的探究 |
| 3.3.3 制备条件对前驱体CuO/Mn_3O_4纳米棒阵列 |
| 3.3.4 样品的电容性能测试 |
| 3.4 定向催化氧化机理的拓展 |
| 3.4.1 其他金属盐与Cu(OH)_2纳米棒阵列的反应 |
| 3.4.2 对制备样品的前驱体进行表征 |
| 3.4.3 对其他金属氧化物或者氢氧化物与Cu(OH)_2模板发生反应的机理探讨 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 芬顿反应诱导合成Fe-Ni(OH)_2/Co(OH)F纳米阵列用于高效析氧反应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂及仪器设备 |
| 4.2.2 样品的制备 |
| 4.2.3 产物的表征 |
| 4.2.4 样品的电化学性能测试 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 前驱体Ni(OH)_2/Co(OH)F纳米片阵列的表征 |
| 4.3.2 Fe-Ni(OH)_2/Co(OH)F纳米阵列的表征 |
| 4.3.3 其他纳米阵列的表征 |
| 4.3.4 Fe-Ni(OH)_2/Co(OH)F纳米阵列的电催化性能研究 |
| 4.3.5 其他纳米阵列催化剂的电催化性能研究 |
| 4.4 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 攻读博士期间的学术活动及成果情况 |
（5）基于界面反应构筑三维过渡金属基催化剂及其电解水性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电催化水分解的研究进展 |
| 1.2.1 电催化水分解的发展历程 |
| 1.2.2 反应机理 |
| 1.2.3 电催化剂的研究进展 |
| 1.2.4 电催化剂的设计与性能优化策略 |
| 1.3 普鲁士蓝及其类似物在电催化水分解中的研究进展 |
| 1.3.1 普鲁士蓝及其类似物的结构特点与制备 |
| 1.3.2 普鲁士蓝类似物及其衍生材料在电解水领域的应用 |
| 1.4 本论文选题思路及研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 阴阳离子调控构筑三维多孔镍钴氮化物纳米阵列用于电催化水分解 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 三维多孔镍钴氮化物的表征 |
| 2.3.2 三维多孔镍钴氮化物的电催化水分解性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 基于界面反应构筑多级普鲁士蓝类似物衍生物用于电催化水分解 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 PBA@Co(OH)2/NF杂化结构的基本表征 |
| 3.3.2 反应机理 |
| 3.3.3 普适性研究 |
| 3.3.4 形貌和结构演变过程和电化学性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 基于氧化还原反应构筑多级普鲁士蓝类似物衍生物用于氧析出反应 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 多级结构表征 |
| 4.3.2 三维普鲁士蓝类似物的生长机制与普适性研究 |
| 4.3.3 CuFe oxide/CF表征与电催化性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 基于界面配位自组装策略构筑TA-Fe@Ni(OH)_2纳米阵列用于电解水 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 TA-Fe@Ni(OH)_2/NF多级纳米结构的形成与表征 |
| 5.3.2 TA-Fe@Ni(OH)_2/NF的电催化性能研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与研究成果 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）新型镍/钴基硫族化合物或磷化物复合材料的合成及其电化学性能（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 常用的镍/钴基硫族化合物、磷化物及制备 |
| 1.2.1 硫化镍 |
| 1.2.2 硒化镍 |
| 1.2.3 磷化镍 |
| 1.2.4 磷化钴 |
| 1.3 镍/钴基硫族化合物以及磷化物复合材料的构筑策略 |
| 1.3.1 结构复合 |
| 1.3.2 组分优化 |
| 1.3.3 异质界面工程 |
| 1.3.4 导电载体复合 |
| 1.4 镍/钴基硫族化合物或磷化物复合材料的电解水应用 |
| 1.4.1 电解水原理 |
| 1.4.2 镍/钴基硫族化合物或磷化物复合材料作为HER催化剂 |
| 1.4.3 镍/钴基硫族化合物或磷化物复合材料作为OER催化剂 |
| 1.5 镍/钴基硫族化合物或磷化物复合材料的超级电容器应用 |
| 1.5.1 超级电容器的分类及原理 |
| 1.5.2 镍/钴基硫族化合物或磷化物复合材料作为超级电容器正极 |
| 1.6 本文的选题依据与主要研究内容 |
| 2 金属-有机框架低温煅烧/硫化合成NiS/MoS_2/C复合材料作为析氢电催化剂的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 .实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 合成前驱体 |
| 2.2.3 合成催化剂 |
| 2.2.4 实验仪器 |
| 2.2.5 电化学测试 |
| 2.3 .结果与讨论 |
| 2.3.1 前驱体的结构和形貌 |
| 2.3.2 煅烧/硫化后样品的成分和形貌 |
| 2.3.3 样品的电化学性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Mo-O复合CoP超薄纳米片阵列的合成及其在水分解中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 泡沫镍(NF)上Co-Mo前驱体的制备 |
| 3.2.4 CoP/MOL/NF超薄纳米片阵列的制备 |
| 3.2.5 电化学测试 |
| 3.2.6 计算方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 样品的结构和形貌表征 |
| 3.3.2 样品的电化学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 多孔钼酸盐包覆硫化镍纳米片阵列作为电解水产氧和超级电容器双功能电极材料的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 试剂原料 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 材料合成 |
| 4.2.4 电化学测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 样品的组成和结构 |
| 4.3.2 样品的电催化性能 |
| 4.3.3 样品在超级电容器上的应用 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 外延生长自支撑的NiSe/Ni_3S_2/Ni_(12)P_5垂直纳米阵列在超级电容器中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂和材料 |
| 5.2.2 实验仪器 |
| 5.2.3 样品的制备 |
| 5.2.4 电化学测试 |
| 5.2.5 计算方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 NiSe/Ni_3S_2/NF的结构与形貌 |
| 5.3.2 NiSe/Ni_3S_2/Ni_(12)P_5/NF的结构与形貌 |
| 5.3.3 各样品的电化学性能 |
| 5.3.4 NiSe/Ni_3S_2/Ni_(12)P_5/NF-1:1 在两电极体系中的电化学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（7）基于非贵金属有机框架材料的电催化剂设计及其析氧性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电解水原理概述 |
| 1.2.1 析氢反应 |
| 1.2.2 析氧反应 |
| 1.2.3 设计析氢和析氧电催化剂的原则 |
| 1.3 金属有机框架材料(MOFs)概述 |
| 1.3.1 基于MOFs的纳米材料在能源转换领域的分类与设计策略 |
| 1.3.2 基于MOFs的纳米材料在析氧电催化领域的研究进展 |
| 1.4 本论文的研究思路与研究内容 |
| 1.5 参考文献 |
| 2 实验材料及表征方法 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂与材料 |
| 2.1.2 实验仪器与设备 |
| 2.2 材料的通用表征方法与相关分析 |
| 2.3 电化学性能测试 |
| 3 MOF衍生的铜基异质结电催化剂制备及其析氧性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料的制备 |
| 3.2.2 材料的表征 |
| 3.2.3 电化学性能测试 |
| 3.2.4 理论模拟方法 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 Cu-MOF NWs@NF的结构探究 |
| 3.3.2 Cu-MOF-600 NWs@NF的结构探究 |
| 3.3.3 Cu_3N-Cu_3P/NPSCNWs@NF的结构探究 |
| 3.3.4 电催化析氧性能探究 |
| 3.4 本章小结 |
| 3.5 参考文献 |
| 4 导电二维MOF的设计及其电催化析氧性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料的制备 |
| 4.2.2 材料的表征 |
| 4.2.3 电化学性能测试 |
| 4.2.4 理论模拟方法 |
| 4.2.5 导电性测试 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 材料的结构探究 |
| 4.3.2 导电性探究 |
| 4.3.3 电催化析氧性能探究 |
| 4.4 本章小结 |
| 4.5 参考文献 |
| 5 价态调控策略制备MOF纳米阵列电极及其析氧性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 材料的制备 |
| 5.2.2 材料的表征 |
| 5.2.3 电化学性能测试 |
| 5.2.4 理论模拟方法 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 理论模拟预测 |
| 5.3.2 材料的结构探究 |
| 5.3.3 电催化析氧性能探究 |
| 5.3.4 稳定性测试后样品的结构探究 |
| 5.4 本章小结 |
| 5.5 参考文献 |
| 6 配体部分取代策略调控MOF本征电子结构促进电催化析氧反应的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 材料的制备 |
| 6.2.2 材料的表征 |
| 6.2.3 电化学性能测试 |
| 6.2.4 理论模拟方法 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 理论模拟预测 |
| 6.3.2 材料的结构探究 |
| 6.3.3 电催化析氧性能探究 |
| 6.4 本章小结 |
| 6.5 参考文献 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 附录Ⅰ 攻读博士期间发表的文章 |
（8）二维过渡金属纳米阵列的制备及其电化学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电化学水分解概述 |
| 1.3 电解水机理 |
| 1.3.1 HER机理 |
| 1.3.2 OER机理 |
| 1.4 电解水催化剂材料概述 |
| 1.5 电化学析氢反应(HER)电催化剂 |
| 1.5.1 HER贵金属催化剂 |
| 1.5.2 HER非贵金属及复合材料催化剂 |
| 1.5.3 过渡金属磷化物(TMPs) |
| 1.5.4 过渡金属硫化物(TMSs) |
| 1.5.5 无金属材料催化剂 |
| 1.6 电化学析氧反应(OER)电催化剂 |
| 1.6.1 Ni基OER催化剂 |
| 1.6.2 Co基OER催化剂 |
| 1.7 HER和 OER电催化剂的性能参数 |
| 1.7.1 反应过电位 |
| 1.7.2 塔菲尔(Tafel)斜率 |
| 1.7.3 催化稳定性 |
| 1.7.4 法拉第效率 |
| 1.7.5 周转频率(TOF) |
| 1.7.6 氢键合能 |
| 1.8 研究内容与立题依据 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验方法及原理 |
| 2.2.1 水热与溶剂热合成法 |
| 2.2.2 泡沫镍(NF)的预处理 |
| 2.3 样品的形貌与结构表征 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.3.2 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.3.3 X-射线粉末衍射(XRD) |
| 2.3.4 X射线光电子能谱分析(XPS) |
| 2.4 电化学性能的测试与表征 |
| 2.4.1 电化学测试系统 |
| 2.4.2 循环伏安法(CV) |
| 2.4.3 线性扫描伏安法(LSV) |
| 2.4.4 电化学交流阻抗测试(EIS) |
| 2.4.5 稳定性测试 |
| 第三章 MoS_2纳米片修饰的Ni(OH)_2纳米棒阵列的合成及其电催化水裂解性能 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 MoS_2@Ni(OH)_2/NF的合成 |
| 3.2.2 样品表征 |
| 3.2.3 电化学测试 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 表面钌掺杂的磷化镍纳米片阵列的合成及其电催化析氢性能 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 Ru-Ni_2P/NF的合成 |
| 4.2.2 样品表征 |
| 4.2.3 电化学测试 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 泡沫镍负载Ni-Co-S纳米片组装花球的合成及其电催化析氧性能 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 Ni_3S_2-Co_3S_4/NF的合成 |
| 5.2.2 样品表征 |
| 5.2.3 电化学测试 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（9）金银微纳有序阵列的仿生制备及其在对硝基苯酚催化还原中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 对硝基苯酚及其催化还原 |
| 1.2.1 对硝基苯酚和对氨基苯酚 |
| 1.2.2 对硝基苯酚的催化还原 |
| 1.3 纳米金属催化材料的研究现状与进展 |
| 1.3.1 纳米金属的催化性能 |
| 1.3.2 纳米金属的催化性能调控 |
| 1.3.3 纳米金属催化材料的制备 |
| 1.3.4 纳米金属催化材料面临的问题 |
| 1.4 自然生物模板法的研究现状与进展 |
| 1.4.1 生物模板对纳米功能材料的组分调控 |
| 1.4.2 生物模板对纳米功能材料的结构调控 |
| 1.4.3 蝶翅的组分和结构特征 |
| 1.4.4 蝶翅模板法制备纳米功能材料 |
| 1.5 选题意义及研究内容 |
| 第二章 金银微纳有序阵列的制备与表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 蝶翅模板的选择与预处理 |
| 2.2.2 实验试剂 |
| 2.2.3 纳米银有序阵列的制备 |
| 2.2.4 纳米金银的复合工艺 |
| 2.2.5 分析表征方法 |
| 2.3 纳米银有序阵列的表征 |
| 2.4 纳米金银复合的工艺探索 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 金银微纳有序阵列的调控及其机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 阵列结构的调控工艺 |
| 3.2.3 纳米基元的调控工艺 |
| 3.2.4 分析表征方法 |
| 3.3 金银微纳有序阵列的阵列结构调控 |
| 3.3.1 调控结果表征 |
| 3.3.2 调控机制研究 |
| 3.4 金银微纳有序阵列的纳米基元调控 |
| 3.4.1 调控结果表征 |
| 3.4.2 调控机制研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 金银微纳有序阵列在对硝基苯酚还原中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 性能测试仪器 |
| 4.2.3 对硝基苯酚还原实验 |
| 4.2.4 样品信息 |
| 4.3 金银微纳有序阵列的催化活性研究 |
| 4.4 金银微纳有序阵列的催化稳定性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与创新点 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（10）层状双金属氢氧化物电子结构的调控及其电化学催化性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电解水的背景及意义 |
| 1.1.1 碱性析氧反应催化剂的分类 |
| 1.2 电解水催化理论分析 |
| 1.2.1 吸附能对催化性能的具体影响 |
| 1.3 层状双金属氢氧化物(LDH)在碱性析氧反应中的催化应用 |
| 1.3.1 LDH层板组成及其比例对其析氧反应催化性能的影响 |
| 1.3.2 LDH活性位点的暴露对其析氧反应性能的影响 |
| 1.3.3 LDH层间距和晶型对其析氧反应催化性能的影响 |
| 1.3.4 LDH和其他材料相结合制备的复合材料 |
| 1.4 论文的选题及研究意义 |
| 第二章 实验试剂与实验方法 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.3 表征技术与方法 |
| 2.3.1 材料表征 |
| 2.3.2 电化学表征 |
| 第三章 不同阴离子插层氢氧化物的制备及其析氧催化性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 层间插层不同阴离子的NiFe-LDH结构和形貌表征 |
| 3.3.2 层间插层不同阴离子的NiFe-LDH的电化学性能表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于电子结构调控设计高性能析氧反应催化剂 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 还原性火焰焙烧处理NiFe-LDH纳米阵列 |
| 4.3.2 NiFe-LDH纳米阵列中掺杂弱电负性金属阳离子 |
| 4.3.3 机械力化学(球磨)法处理NiFe-LDH粉体 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 LDH纳米阵列中的梯度效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 含梯度NiFe-LDH与普通NiFe-LDH纳米片的形貌和结构表征 |
| 5.3.2 含梯度NiFe-LDH与普通NiFe-LDH纳米片催化性能表征 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 LDH/石墨烯组装体在能源转化领域中的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 NiCoFe-LDH/N-GO的结构和形貌表征 |
| 6.3.2 NiCoFe-LDH/N-GO的电化学性能表征 |
| 6.3.3 NiFeS_2/S-GO的结构和形貌表征 |
| 6.3.4 NiFeS_2/S-GO的电化学性能表征 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 导师介绍 |
| 作者介绍 |
四、纳米阵列结构功能材料的制备、性质及应用（论文参考文献）
- [1]WO3基有序纳米阵列电极材料的制备及其电致变色-电容双功能性能研究[D]. 霍向涛. 北京科技大学, 2022
- [2]化学铜及其原位衍生的微纳米阵列在电子器件中的应用研究[D]. 谢金麒. 中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院), 2021(01)
- [3]三氧化钨基纳米结构的调制生长与电致变色特性研究[D]. 史英迪. 合肥工业大学, 2021(02)
- [4]过渡金属基微纳多级结构阵列的制备及电化学性能研究[D]. 黄梦秋. 合肥工业大学, 2021(02)
- [5]基于界面反应构筑三维过渡金属基催化剂及其电解水性能研究[D]. 王月青. 山东大学, 2020(08)
- [6]新型镍/钴基硫族化合物或磷化物复合材料的合成及其电化学性能[D]. 陶柯宇. 重庆大学, 2020(02)
- [7]基于非贵金属有机框架材料的电催化剂设计及其析氧性能研究[D]. 王麒钧. 华中科技大学, 2020(02)
- [8]二维过渡金属纳米阵列的制备及其电化学性能研究[D]. 魏成博. 青岛科技大学, 2020(01)
- [9]金银微纳有序阵列的仿生制备及其在对硝基苯酚催化还原中的应用[D]. 杨诚智. 上海交通大学, 2020(09)
- [10]层状双金属氢氧化物电子结构的调控及其电化学催化性能研究[D]. 周道金. 北京化工大学, 2019(01)