铂卟啉基共轭多孔聚合物的合成及其在电催化析氢反应中的应用
随着智慧城市的到来，人类对新型能源的需求越来越高，传统的化石能源如煤炭、石油等已然无法满足需求。为了解决这紧迫的问题，需要有效地利用新型能源及其载体。目前人类发现的新型能源由于其清洁、可持续性而得到了大力发展。其中，氢能是传统化石能源的理想替代品，因为氢氧化具有清洁特性，并且具有高的质量能密度。 近年来，共轭多孔聚合物因其具有平面形态以及可调的分层多孔结构，在电催化、光催化等方面具有重要应用。其次，铂（Pt）簇或Pt单原子在电催化析氢性能上表现出可与商业Pt/C相媲美甚至更优越的性能。因此本论文以铂卟啉基共轭多孔聚合物为研究对象，从以下两个方面展开研究工作： 1、通过简单的Yamamoto偶联反应合成了两种Pt卟啉基多孔聚合物（CMP-PtN4和CMP-PtN3C），具有良好的热稳定性，并且Pt均匀分布在材料当中。在电流密度为10mAcm-2和20mAcm-2条件下，CMP-PtN3C的过电势为212和332mV，CMP-PtN4的过电势分别为293和378mV，结果表明，CMP-PtN3C具有更优的性能，这说明C、N共配位的金属活性位点可以降低析氢反应的动能垒，从而促进电催化性能。除此之外二者具有较高的电催化稳定性，这为Pt基电催化电极材料提供了新思路。 2、多孔聚合物是一类很好的碳前驱体，利用高温煅烧CMP-PtN4制备了一种铂原子/铂团簇共掺杂的多孔碳材料，由于原子分散的Pt和嵌入N掺杂多孔碳中的超细Pt纳米颗粒（NPs）构成，所制备的PC-PtN4-600在电流密度为10mAcm-2时具有31mV的极低过电势。此外，在过电势为100mV时，其质量活性高达1.3AmgPt-1，是商业Pt/C（0.66AmgPt-1）的两倍。
铂卟啉;Yamamoto偶联反应;共轭多孔聚合物;多孔碳;电催化析氢
上海应用技术大学
硕士
化学工程
邱丰;韩生
2020
中文
TQ116.2;TQ426
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）