基于钴基水滑石复合材料的制备及其电化学性能研究

来源 :哈尔滨师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xxglov
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层状双金属氢氧化物(LDH)作为一种具有超大比表面积和丰富的裸露催化活性位点的二维材料,因其具有可调控的电子结构和丰富的裸露活性位点,使其在电化学应用领域具有极大的应用潜力,但是其材料本身较弱的电子传输能力依旧是阻碍其进一步发展的一大挑战。本论文利用多种方法对LDH进行修饰从而使其在电化学应用领域具有更加优异的电化学性能。(1)利用氧化石墨烯的超多含氧基团以及钴原子的弱还原性能,通过一步共沉淀法制备了Go-LDH复合材料,并展现了超强的电化学传感性能,较大的电化学检测范围,较批大的比表面积和高的稳定性。多巴胺生物传感器借助于Co-LDH本身的电催化活性与r GO的导电性表现出较宽的线性范围(0.1 n M~450μM),并对实际的血清样品以及肉质品提取表现出了较好的实际检测性能。(2)利用g-C3N4对于金属离子的超高锚定作用,成功通过定位和靶向组装的方法成功制备出了具有相异质结的α/β-Co(OH)2/g-C3N4/r GO复合材料,其得益于GO对于不同相Co(OH)2结晶生长的促进作用,g-C3N4对于晶体原始生长方向的促进作用,以及2-甲基咪唑和钴离子对于GO的弱还原性能使得其在多巴胺的电化学生物传感,电催化制氧,以及微电流超级电容器方向表现出了超高的应用价值和较为优异的电化学性能。(3)利用ZIF-67可水解为LDH这一前提,在水环境体系中制备了具有ZIF和LDH两相共存的电化学催化剂。并对其时间转化过程中的中间材料进行了表征,证明了LDH材料相对于ZIF-67 NTs具有更多的电催化活性面积,而逐步提高ZIF-67 NTs在电化学催化中电子传输能力较差,活性位点较少的性能缺陷。从而制备出了对HER和OER分别具有高催化活性的电化学催化剂:Z-L-24 h和Z-L-36 h,并在其各自的催化方向表现出了极佳的电催化性能:较小的过电位,较为平缓的Tafel斜率,以及较长的时间稳定性。
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