金属有机框架衍生的多孔碳纳米框架的制备及其电催化性能研究文献综述

 2021-10-28 20:46:20

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一、引言:随着人类社会的发展,人们对能源需求的依赖扩大,能源缺乏问题和环境污染问题的突出,开始越发受到人们的重视。

燃料电池由于其转化率高、清洁无污染等优点,得到广泛的关注,但是有着因为转化速率不高,需要催化剂提升其转化效率的问题。

原先使用的大部分金属催化剂虽然有着优秀的电化学性能,但是由于成本昂贵、资源稀少,稳定性差和易腐蚀等原因制约,阻碍了它们在能源系统中的广泛应用,因此,探索价格低廉、电催化活性高、稳定性好、全球存储丰富的非贵金属电催化剂,将其大规模应用于绿色能源设备中,开发能够提升储能设备的电化学反应速率的新型环保高效的催化剂来提升储能设备的转化效率成为必然的趋势所在。

探索具有成本效益的电催化剂,以取代贵金属,促进氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER),具有很大的大规模潜力[1]。

故成本较为低廉的金属有机框架材料成为近些年来研究发展里很迅猛的新型多孔材料。

自20世纪90年代中期这个金属有机框架的概念提出以来,得到了不断地发展,在催化[6]、分离、吸附[2]、储氢等各方面都发掘出了其独特的性能与价值。

其中以MOFs为前驱体制备催化剂[3,4,5]成为了MOFs应用领域一个新的研究热点。

因此,为了对金属有机框架(MOFs)衍生的多孔碳纳米材料有更深入的了解,本文对金属有机框架及其衍生的多孔碳纳米材料的特点和发展做了更深入的了解介绍。

二、MOFs材料特性介绍:金属有机框架材料(MOFs)是金属离子或基团和有机配体由配位共价键连接起来组成的,具有分子内孔隙的有机-无机杂化材料。

MOFs本身的性质是由其结构决定,因此MOFs的设计合成可以通过自主选择合适的金属离子和具有延伸作用的配体,并在分子水平上进行自组装,通过合适手段对配合物的结构进行调控,进而得到结构新颖、性能特殊的MOFs材料。

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