摘要：近年来，非贵金属析氢催化剂以其相对高的催化活性和低成本在电催化析氢领域取得了较快的研究进展，其中，钼基纳米催化剂已成为电催化析氢中最热门的研究课题之一。本论文中，,我们把石墨烯当做二维模板，再对石墨烯进行聚(4-乙烯基吡啶）修饰，然后通过共价接枝核壳分子胶束(丙烯酸叔丁酯）-b-聚(4-溴甲基）苯乙烯））制备二维阳离子型超交联聚合物。通过离子交换和热解反应合成了可控钼基纳米复合材料。其次，通过核磁共振氢谱，拉曼光谱，X 射线光电子能谱等表征手段对其结构进行分析并做了电化学性能测试，研究结果表明该复合材料具有良好的电催化活性和稳定性。这种方法为过渡金属嵌埋碳基纳米复合材料的可控制备提供了一条有效的途径。

关键词： 电催化析氢；碳化钼；石墨烯；聚合物

Application of Two-Dimensional Ionic Porous Polymer in Energy Storage Materials

Abstract: In recent years, non-noble metal catalysts for hydrogen evolution have achieved rapid progress in the field of electrocatalytic hydrogen evolution with relatively high catalytic activity and low cost. Among them, molybdenum-based nanocatalysts have become one of the most popular research topics in electrocatalytic hydrogen evolution. In this paper, we used graphene as a two-dimensional template, then modified graphene with poly(4-vinylpyridine), and then covalently grafted core-shell molecular micelles (tert-butyl acrylate)-b-polymer. (4-Bromomethyl)styrene)) prepares a two-dimensional cationic supercrosslinked polymer. Controlled molybdenum-based nanocomposites were synthesized by ion exchange and pyrolysis reactions. Secondly, the structure was analyzed by nuclear magnetic resonance spectroscopy, Raman spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. The electrochemical performance was tested. The results show that the composite has good electrocatalytic activity and stability. This method provides an effective way for the controlled preparation of transition metal-embedded carbon-based nanocomposites.

Key words: electrocatalytic hydrogen evolution; molybdenum carbide; Graphene ;polymer 

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景   1

1.2研究进展  1

1.2.1 钼基碳化物  1

1.2.2 钼基硫化物 3

1.2.3钼基磷化物  4

1.3研究目的、意义与研究内容  5

第二章 二维钼基复合材料的制备及其性能表征

2.1  引言    6

2.2  实验试剂及仪器  7

2.2.1 实验试剂及实验仪器   7

2.2.2 材料表征仪器  8

2.3 Mo2C@rGO-PC材料的制备   11

2.4  结果与讨论  15

2.4.1 结构表征与形貌分析15

2.4.2 电化学性能测试21

2.5 结论  23

第一章 绪论

1.1研究背景

这些年来，随着能源安全和气候变化已成为全球最大的担忧之一，氢经济已经被提议作为我们当前的化石燃料可持续的替代基础的经济。在这种理想情况下，氢气作为可再生能源动力源的有效储能介质，尤其是太阳能或风能等间歇性能源。现代社会的发展对可再生能源和环境友好型能源产生了巨大的需求。氢气（H 2）作为一种理想的能源载体，有很多优点，绿色环保，燃烧性能也非常好，更体现了可持续，可再生的经济发展理念，被公认为是未来世界的主要能源资源。今天，氢气主要通过蒸汽甲烷重整（即甲烷和水反应形成氢气和二氧化碳）从天然气生产。因此，制氢目前的温室气体排放量很大，既不可再生，也不是碳中和。氢气也可以通过光电化学水分解或水电解等过程直接从水中产生。与广泛采用的蒸汽重整氢气相比，电催化生产氢气从水分解是可再生而且对环境友好的。这两种电化学过程涉及氢气的演变反应（HER），通常使用催化剂来提高转化效率。目前，最活跃的HER催化剂是贵金属基催化剂，比如Pt及其合金。然而，这些贵金属的高成本和稀缺性一直限制了它们的使用。因此非贵金属催化剂对于大规模实施氢经济至关重要，而其中钼基析氢催化剂作为HER催化剂的重要候选者，越来越受到化工研究人员的关注。钼基析氢催化剂对比于其它同族元素具有更好的催化性能，包括钼基碳化物，钼基硫化物，钼基磷化物等及其复合材料。 二维离子型多孔聚合物在储能材料的应用:http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_205803.html