幾種配位聚合物微-納米材料的制備、轉化及其性能研究.pdf

1、近幾十年來，由于微/納米尺度配位聚合物材料具有獨特的結構，在光學、電學、磁學、熱力學、催化等領域有著廣泛的應用價值，受到人們高度重視。納米材料的研究是目前材料科學研究的一個熱點，其相應發(fā)展起來的納米技術被公認為是21世紀最具有前途的科研領域。所以，拓展納米材料新體系、發(fā)展新方法、合成新結構和探索新性能，已成為當前的前沿研究內容。最近一些相關文獻報道了使用微/納米尺度配位聚合物作為模板或者前驅體來合成微/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。不同微觀結構的金屬氧化物、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體，控制反應的各種參數來制備。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構，然后將配位聚合物的微納米結構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構。我們還利用普魯士藍/類普魯士藍為前驅體，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。對得到的產物進行了各種表征和分析。本論文的主要研究內容如下：
　　(1)鈰基配位聚合物微納米結構：室溫下合成和其熱分解為CeO2的研究
　　在這個工作中，以Ce3+為中心金屬離子，苯二甲酸的三個同分異構體為有機配體通過簡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構，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對前驅體形貌和結構的影響。并將鈰基配位聚合物前驅體在500°

4、C熱分解2h后得到了結構相似的CeO2。對得到的產物進行了一系列的表征及其紫外線屏蔽效應的研究。
　　(2)超長二氧化鈰納米帶以鈰基配位聚合物作為前驅體的制備及其催化性能研究
　　由間苯二甲酸（1,3-H2BDC）和Ce3+通過簡單的溶劑熱方法，用廉價、無毒的乙醇和水作為混合物溶劑，鈰基配位聚合物（CP）超長納米被制備。對產物進行了充分的表征和分析。反應參數如反應物的摩爾比、反應溫度以及反應時間對產物的影響也進行了詳細的研究

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

6、2PO2作為磷源，通過在氮氣氣氛中煅燒一步磷化合成了一個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同效應,良好定義結構和高的比表面積，制備的(Ni0.62Fe0.38)2P空心納米立方塊表現了顯著的電催化析氧性能（OER）。在1 M KOH電解質中，當電流密度只有10 mA cm-2時，過電勢只有290 mV和一個44 mV decade小的塔費爾斜率，甚至超越基準IrO2催化劑。此外