纳米金属修饰的ZIF-8/GO复合材料的制备、表征及其储氢性能研究

发布时间：2025-05-27 04:12

　　本文选用金属有机骨架材料ZIF-8为研究对象,分别将其与氧化石墨烯（GO）复合,再采用原位还原法,将不同含量的Pt,Pd和NiPt,分别将其负载到ZIF-8/GO载体中,制备不同类型的复合材料Pt_n@ZIF-8/GO,Pd_n@ZIF-8/GO和NiPt@ZIF-8/GO。采用红外光谱仪、粉末X射线衍射仪、能谱、扫描电镜和透射电镜等手段对其进行了系统测试与分析,探究了复合材料的形成过程。采用吸附/脱附仪考察了其多孔性,重点探讨了复合材料在77K和298K时的储氢性能,揭示了该类复合体系的储氢机制。（1）复合材料中的Pt,Pd和NiPt纳米粒子的平均粒径分别为4.5,4.6和4.2-5.1nm,负载纳米金属后ZIF-8/GO复合材料基本保持了ZIF-8的物相结构,但其比表面积下降。（2）77K时,由于氢溢流效应不明显,纳米金属修饰的ZIF-8/GO复合材料并未表现出好的储氢效果。但在298K时,由于此时金属具有很高的催化活性,此时复合体系的储氢量为纯ZIF-8的3.8-11.8、7.9-12.6和2.3-3.8倍。（3）在Pt_n@ZIF-8/GO和Pd_n@ZIF-8/GO体系中,适中...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 氢气储存方法
        1.1.1 高压气态储氢
        1.1.2 低温液态储氢
        1.1.3 金属合金储氢
        1.1.4 有机液态氢化物储氢
        1.1.5 配位氢化物储氢
        1.1.6 碳基储氢
    1.2 金属有机骨架材料
        1.2.1 MOF的主要合成方法
        1.2.2 MOF的特性
        1.2.3 MOF的应用
    1.3 MOF的储氢研究进展
        1.3.1 MOF低温储氢进展
        1.3.2 氢溢流的提出
        1.3.3 MOF的氢溢流研究进展
        1.3.4 MOF的氢溢流研究中存在的不足
    1.4 MOF/ GO复合材料
    1.5 本论文选题的创新点与意义
    1.6 研究内容
第2章 Pt_n@ZIF-8/GO复合材料的制备、表征与储氢性能研究
    2.1 引言
    2.2 试剂与仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 ZIF-8 的制备
        2.3.2 ZIF-8/GO的制备
        2.3.3 Pt_n@ZIF- 8/GO的制备
        2.3.4 测试与分析条件
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 粉末X射线衍射分析
        2.4.2 红外光谱图分析
        2.4.3 微观形貌分析
        2.4.4 能谱分析
        2.4.5 氮气吸附研究
        2.4.6 储氢性能研究
    2.5 本章小结
第3章 Pd_n@ZIF- 8/GO复合材料的制备、表征与储氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验试剂与仪器
    3.3 实验制备
        3.3.1 ZIF-8 的制备
        3.3.2 ZIF-8/GO制备
        3.3.3 Pd_n @ZIF-8/GO的制备
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 粉末X射线衍射分析
        3.4.2 红外光谱图分析
        3.4.3 微观形貌分析
        3.4.4 能谱分析
        3.4.5 氮气吸附研究
        3.4.6 储氢性能研究
    3.5 本章小结
第4章 NiPt@ZIF-8/GO复合材料的制备、表征与储氢性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验试剂与仪器
    4.3 实验部分
        4.3.1 ZIF-8 的制备
        4.3.2 ZIF-8/GO制备
        4.3.3 NiPt@ZIF-8/GO的制备
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 粉末X射线衍射分析
        4.4.2 红外光谱图分析
        4.4.3 微观形貌分析
        4.4.4 面元素分析
        4.4.5 氮气吸附研究
        4.4.6 储氢性能研究
    4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
硕士学位期间所发表的学术论文
致谢



本文编号：4047492