【摘 要】
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随着社会经济的发展,能源短缺和环境污染问题越来越显著,探索电解水获得氢能、超级电容器的研究和水中污染物离子的处理逐渐受到人们的广泛关注.电催化分解水制氢需要高效的电催化剂,超级电容器需要具有优异电化学性能的电极材料,水中有毒污染离子的去除也需要高效低廉的吸附剂.而层状双金属氢氧化物(LDH)体现出多方面的特性,如记忆效应、良好的催化性能、阴离子交换性、酸碱性以及热稳定性等,有望用于解决上述问题.LDH具有优异的性能,而且成本较低,组成结构可调控,层间可以进行插层反应.然而,LDH的电子传输能力差,会降低其
【机 构】
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昆明理工大学理学院,昆明650500
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随着社会经济的发展,能源短缺和环境污染问题越来越显著,探索电解水获得氢能、超级电容器的研究和水中污染物离子的处理逐渐受到人们的广泛关注.电催化分解水制氢需要高效的电催化剂,超级电容器需要具有优异电化学性能的电极材料,水中有毒污染离子的去除也需要高效低廉的吸附剂.而层状双金属氢氧化物(LDH)体现出多方面的特性,如记忆效应、良好的催化性能、阴离子交换性、酸碱性以及热稳定性等,有望用于解决上述问题.LDH具有优异的性能,而且成本较低,组成结构可调控,层间可以进行插层反应.然而,LDH的电子传输能力差,会降低其电化学性能;在合成时易团聚,电导率低且催化活性也不高.LDH的制备方法多种多样,可通过改进LDH的合成方法,将LDH和各种功能材料进行复合来解决这些问题.近年来,研究者们将LDH原位生长在各种导电载体上,以提高LDH的导电性;开发纳米合成技术,将合成的LDH剥离出纳米片或直接在导电基上垂直定向生长出二维LDH纳米片,使有利于催化反应的活性位点大量暴露在材料表面,从而提高其催化活性;将LDH与石墨烯复合,使超级电容器电极材料的比电容增大,导电性和循环稳定性增强,并且还可以提升LDH对CO2的吸附能力,使LDH广泛用于解决能源危机和环境污染问题.本文综述了几种LDH的制备方法及其复合材料的合成方法,归纳了LDH及其复合材料近年来在催化、储能以及环境保护中的应用.对LDH在电催化水氧化和光催化方面的应用分别做了介绍,然后阐述了LDH材料在超级电容器和处理水体污染等环境问题方面的应用.
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