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紫精(Viologens)是一类具有类似于1,1’-二烷基-4,4’-联吡啶结构的化合物,特别是其在可逆氧化还原过程具有显着电致变色和作为电子转移序列中介质的强电子接受性得到了广泛的关注。并且还在电子和离子导体的固态电荷转移络合物中作为受体发挥了活性部分。Viologens的中性形式具有化学反应性和强还原剂。由于这些特殊性质,Viologens改性的材料已经用于不同的应用中,例如介体,电致变色显示器,生物电子器件和功能性电极材料等。如今随着石油燃料的减少及其对环境造成的污染,氢气作为一种新能源是最为理想的替代化石燃料,而电化学产氢是有望大规模生产氢气最可能的方法,碳化钼由于其晶格结构近似于催化性能最好的铂材料成为讲究的热门材料,本课题结合Viologens上联吡啶结构中所带的正电和优异的氧还原性能,利用电化学聚紫精制备二维氮掺杂碳材料的可能性利用电化学紫精聚合物薄膜和线性聚紫精修饰石墨烯做为碳骨架和碳源以及功能位点将金属阴离子均匀的利用离子交换作用引入薄膜和纳米片材料中去,制备出氮磷共掺杂碳化物碳纳米片复合材料,并利用离子交换法制备氮掺杂二硫化钼碳薄片复合材料。应用于电化学催化产氢以及能量储存方面。具体研究内容如下:(1)首先通过电聚合的方法将紫精单体在ITO上聚合成聚紫精(CPV)薄膜并利用不同的扫描圈数得到不同厚度的CPV,然后通过超声玻璃得到CPV薄片,将CPV离心洗涤后通过简单的离子交换,将CPV中的阴离子交换成磷钼酸和磷钨酸钠的杂多阴离子以及钼酸根阴离子。最后通过抽滤洗涤得到带有金属阴离子的聚合物CPV-Mo、CPV-W、CPV-MoO4-前驱体。将CPV-Mo或CPV-W在氮气氛围中800-1000℃C热裂解,得到黑色氮磷共掺杂的碳化物碳材料薄片Mo2C@NPCF和W2@NPCF。将CPV-MoO4-前驱体利用硫化钠还原得到CPV-MoS3之后在高温下热处理得到氮掺杂硫化钼碳材料薄片 MoS2@NCF。(2)利用氨基修饰的氧化石墨烯作为基底材料,制备线性联吡啶结构聚合物修饰石墨烯(BGO),如上章实验一样制备碳化物或者硫化物石墨烯复合材料。(3)最后探索利用苄氯卟啉与与1,2-双(二苯膦)乙烷制备多孔聚合物,然后利用卟啉以及带正电的磷利用配位和离子交换制备出负载多金属离子的氮磷共掺杂多孔聚合物。