【摘 要】
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低维碳纳米及其复合材料由于具有优异的电子导电率和离子迁移率、大的比表面积及化学稳定性而成为电催化材料设计、合成的研究热点。本文基于静电纺丝和鸟苷超分子凝胶通过不同的合成策略,合成了零维金属纳米颗粒、一维碳纳米纤维与碳纳米管以及二维纳米片等低维碳纳米复合材料,并进一步对它们的电催化析氢（HER）、析氧（OER）及氧还原（ORR）反应性能进行了研究。其主要内容如下:（1）通过在由静电纺丝高温碳化获得的
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低维碳纳米及其复合材料由于具有优异的电子导电率和离子迁移率、大的比表面积及化学稳定性而成为电催化材料设计、合成的研究热点。本文基于静电纺丝和鸟苷超分子凝胶通过不同的合成策略,合成了零维金属纳米颗粒、一维碳纳米纤维与碳纳米管以及二维纳米片等低维碳纳米复合材料,并进一步对它们的电催化析氢（HER）、析氧（OER）及氧还原（ORR）反应性能进行了研究。其主要内容如下:（1）通过在由静电纺丝高温碳化获得的一维CNFs基底上原位生长二维Co（OH）2纳米片,经低温氧化和磷化后,成功开发了一种新的Co P/CNFs双功能催化剂,测试了其电化学性能,并对其全分解水复合电催化性能进行了有效评估。（2）开发了一种独特的合成策略,通过简单的超分子凝胶（GSMG）纳米纤维自模板转化获得了负载Ni Fe合金纳米粒子的B,N掺杂碳纳米管（Ni Fe/B,N-CNT）,并通过调控GSMG中金属和KOH的浓度,凝胶衍生催化剂的结构可控地由金属约束的碳纳米纤维（M/CNF）转化为中空的金属约束的碳纳米管（M/CNT）。基于高活性的Ni Fe合金与空心CNT的协同作用,使Ni Fe/B,N-CNT展现出较高的析氧电催化活性。（3）通过鸟苷基超分子水凝胶的独特自模板转化设计和合成,制备了一种高效的双功能电催化剂,该催化剂由Ni Fe合金纳米颗粒嵌入B,N掺杂碳纳米纤维中（Ni Fe/B,N-CNFs）组成。超分子凝胶衍生的CNFs成为Ni Fe合金纳米粒子均匀分布的基底,使材料具有优异的ORR和OER活性。
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