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微纳结构镍和铬基金属—有机框架及其复合材料的电化学性能研究

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微纳结构镍和铬基金属—有机框架及其复合材料的电化学性能研究

作者：吴屹伟闽南师范大学

学位级别：硕士

金属有机框架是通过金属离子/金属团簇与有机配体通过自组装配位形成的一类具有周期网络结构的新型有机-无机杂化晶态化合物。金属有机框架具有大的比表面积、高孔隙率以及丰富的活性位点等优点,使其在催化、传感、分离和气体储存等领... 详细信息

金属有机框架是通过金属离子/金属团簇与有机配体通过自组装配位形成的一类具有周期网络结构的新型有机-无机杂化晶态化合物。金属有机框架具有大的比表面积、高孔隙率以及丰富的活性位点等优点,使其在催化、传感、分离和气体储存等领域被广泛应用。除此之外,丰富的金属离子和多样的有机配体之间的组合,可以合成出具有优秀氧化还原性的MOFs。MOFs由于其固有导电性差的缺点在电化学领域的实际应用受到限制。将MOFs与具有优异功能的各种材料进行复合,不但可以改变其导电性差的缺点而且可以大大提升其电化学性能。本文以MOFs在电化学传感器电极修饰材料、超级电容器和电催化电极材料分解水应用为出发点,合成了三种基于均苯三甲酸为配体的金属有机框架材料,对其进行结构表征并详细研究了其电化学性能。(1)用水热法成功在g-CN上负载了MIL-100(Cr)材料制备g-CN@MIL-100(Cr)复合电极材料,并研究了其在电化学传感检测Pb、Cu和Hg的应用。研究结果表明:其修饰为碳糊电极后可制备成可检测重金属离子的电化学传感器,在浓度范围5-100μM对Pb、Cu和Hg具有良好的检测线性,检出限分别为0.41、1.02和0.77μM。并且其检测抗干扰性和稳定性较好。(2)通过水热法成功合成了异配体组装的MOF(Ni-bipy-btc)微球(bipy=4,4’联吡啶),并开展了其作为超级电容器电极材料和电化学传感检测重金属离子的应用研究。研究结果表明:在3 M KOH电解液中,当电流密度为4 A/g时,MOF(Ni-bipy-btc)的比电容达到220.4 F/g,并且具有非常稳定的库伦效率。MOF(Ni-bipy-btc)/CPE(碳糊电极)对混合重金属离子检测有良好的选择性,其在0-8μM范围内对Pb、Cu和Hg具有良好的检测线性,其检出限分别为0.184,0.036和0.033μM,同时还具有良好的抗干扰性。(3)通过一步水热法成功合成Ni基金属有机框架复合材料Ag@Ni(btc)微球,并开展在超级电容器电极材料、电化学传感器电极修饰材料和电催化产氢产氧的性能进行研究。在超级电容器电极修饰材料研究结果表明:Ag@Ni(btc)在3 M KOH中以4 A/g的电流密度进行恒电流充放电时比电容可以达到489.4 F/g,并且在2000圈的恒电流充放电中表现出稳定的高库伦效率;电化学传感器检测重金属研究结果表明:电化学传感器Ag@Ni(btc)/CPE在0.01-6μM的检测范围内对Pb、Cu和Hg具有良好的检测线性,检测限分别为0.013,0.031,0.11μM;该材料电催化分解水研究结果表明:Ag@Ni(btc)具有良好的OER和HER性能,过电位分别为330 mV和172 mV,塔菲斜率分别为151和182 mV/dec,同时在进行24 h的稳定性测试后Ag@Ni(btc)还展现出出色的OER稳定性。

关键词：金属-有机框架微纳结构复合材料超级电容器电催化分解水电化学传感器重金属离子

Hydrothermal Synthesis of Polyoxovanadate-based MOFs Microsphere as Supercapacitor

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Chinese Journal of Structural Chemistry 2019年第4期38卷 581-586页

作者：朱梅花吴屹伟郭鸿旭 College of Chemistry and Environment Minnan Normal University

Polyoxovanadate-based MOFs microsphere electrode material, [Ni_2(4,4?-bipyridine)_3(H_2O)_2V_4O_(12)]·2.5 H_2O, was synthesized through a simple hydrothermal method, and then characterized through FT-IR, XRD and SEM. Electrochemical properties of the sample as supercapacitor electrodes in aqueous electrolyte were developed and studied by cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge and electrochemical impedance spectroscopy techniques. Results showed that a high specific capacitance of 152.36 F g^(-1) at current density of 1 A g^(-1) in 2 M KOH electrolyte, and 97.62% retention after 2500 charge-discharge cycles at current density of 4 A g^(-1), which is promising for applications in supercapacitors.

关键词： polyoxovanadate microsphere supercapacitor electrode material

溶剂热法合成Ni3(btc)2@Ag电化学传感器检测Pb2+,Hg2+和Cu2+

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溶剂热法合成Ni3(btc)2@Ag电化学传感器检测Pb2+,Hg2+和Cu2+

CoNi_2S_4 Microspheres Prepared by One-pot Hydrothermal Reaction as Supercapacitor

中国化学会第十五届固态化学与无机合成学术会议

作者：吴屹伟朱梅花郭鸿旭闽南师范大学化学与环境学院

金属有机框架化合物(MOFs)具有比表面积大、活性位点高、微孔比体积可调等优点。近年来,MOFs应用于电化学传感器检测工业、农业废水中的金属离子引起广大研究者的广泛关注。本文采用一步溶剂热法合成、结构表征Ni(btc)@Ag(Hbtc为均苯三... 详细信息

金属有机框架化合物(MOFs)具有比表面积大、活性位点高、微孔比体积可调等优点。近年来,MOFs应用于电化学传感器检测工业、农业废水中的金属离子引起广大研究者的广泛关注。本文采用一步溶剂热法合成、结构表征Ni(btc)@Ag(Hbtc为均苯三甲酸)纳米复合材料,并深入研究了该材料电化学传感性能。研究结果表明:在pH=5.1的醋酸-醋酸钠缓冲液中,使用差分脉冲伏安法进行电化学测试,该电极材料对Pb、Hg、Cu三种金属离子具有良好的选择性和抗干扰性和检测线性。

关键词： MOFs 电化学传感金属离子

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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Chinese Journal of Structural Chemistry 2019年第1期38卷 83-88,3页

作者：吴屹伟洪中柱朱梅花郭鸿旭应少明 College of Chemistry & Environment Minnan Normal University Fujian Provincial Key Laboratory of Featured Materials in Biochemical Industry College of Chemistry and Materials Ningde Normal University

A microsphere discrete structure of CoNi_2S_4 was prepared through one-pot hydrothermal reaction and characterized by FTIR, XRD and SEM. The as-prepared CoNi_2S_4 served as a supercapacitor, showing a specific capacitance of 1129.5 F/g with over 99% coulombic efficiency at a current density of 4 A/g in 3 M KOH. And after 3000 cycles of charge and discharge tests, 92.3% of its initial capacitance can be still maintained. The results demonstrate that the material is promising as an electrode material for supercapacitors in energy storage.

关键词： microsphere discrete structure CoNi2S4 hydrothermal supercapacitor

2-氨基对苯二甲酸荧光传感器检测Fe^(3+)

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五邑大学学报（自然科学版） 2018年第4期32卷 58-62页

作者：朱梅花吴屹伟张翼郭鸿旭闽南师范大学化学化工与环境学院福建漳州363000

以环保易得的2-氨基对苯二甲酸作为荧光探针检测Fe^(3+),用荧光分光光度计进行荧光检测实验.研究发现,2-氨基对苯二甲酸与Fe^(3+)能发生荧光猝灭反应,并对Fe^(3+)的检测具有较好的选择性、抗干扰性、灵敏性,其线性方程为F/F_0=1.000 73-... 详细信息

以环保易得的2-氨基对苯二甲酸作为荧光探针检测Fe^(3+),用荧光分光光度计进行荧光检测实验.研究发现,2-氨基对苯二甲酸与Fe^(3+)能发生荧光猝灭反应,并对Fe^(3+)的检测具有较好的选择性、抗干扰性、灵敏性,其线性方程为F/F_0=1.000 73-0.006 76C[Fe^(3+)],相关系数R^2=0.995 47,检测范围是0～120μmol/L,检测限为5μmol/L.用傅立叶变换红外光谱仪表征该荧光探针,探究其对Fe^(3+)检测的机理.

关键词： 2-氨基对苯二甲酸荧光猝灭荧光探针

Facile Synthesis and Properties of UiO-66 Electrode Material for Supercapacitors

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Chinese Journal of Structural Chemistry 2020年第5期39卷 884-888页

作者：吴屹伟颜家骏朱梅花郭鸿旭应少明 College of Chemistry Chemical Engineering and EnvironmentMinnan Normal UniversityZhangzhou 363000China Fujian Provincial Key Laboratory of Featured Materials in Biochemical Industry College of Chemistry and MaterialsNingde Normal UniversityNingde 352100China

A block-like metal-organic framework UiO-66 was prepared by in-situ growth one-pot hydrothermal process.The as-synthesized material was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy,X-ray diffraction and scanning electron microscopy.The electrochemical properties used as a supercapacitor electrode material were evaluated by cyclic voltammetry(CV),galvanostatic charge-discharge measurement(GCD)and electrochemical impedance spectroscopy(EIS)in 2 M KOH solution,exhibiting a high specific capacitance(311 F·g^-1 at 1 A·g^-1),suggesting its promising potential as a supercapacitor electrode material.

关键词： in-situ growth UiO-66 supercapacitor

高密度城市人口动静集聚与街坊形态关联解析——基于曼哈顿的实证

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城市规划 2024年第6期48卷 36-46页

作者：吴屹豪庄宇上海建筑设计研究院有限公司规划与城市设计院同济大学建筑与城市规划学院

高密度城市中人口具有高度流动性,其动静态人口的集聚现象和城市空间形态之间存在着一定程度的关联性。本文以曼哈顿为例,回溯其城市建设与形态演进轨迹,基于当前市域范围内静态和动态人口数据,运用空间聚类分析和曼哈顿人口探索器,识... 详细信息

高密度城市中人口具有高度流动性,其动静态人口的集聚现象和城市空间形态之间存在着一定程度的关联性。本文以曼哈顿为例,回溯其城市建设与形态演进轨迹,基于当前市域范围内静态和动态人口数据,运用空间聚类分析和曼哈顿人口探索器,识别出人口密度的空间分布特征。然后分别选取两个动、静态人口密度集中的1 km×1 km城市地段切片,通过空间矩阵分析其中典型街坊形态的量值特征,结果发现4个地段的形体密度存在梯度分异格局,并且与人口动静态分布的差异化现象相关。在此基础上,辨识并抽象出高密度街坊的组构类型,并揭示构成影响城市形态的隐性秩序和关联因素,最后提出曼哈顿城市形态对我国高密度城市建设的三点启示。

关键词：动静态人口高密度城市形态曼哈顿

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光学相干完美涡旋晶格的研究

光学相干完美涡旋晶格的研究

作者：吴屹霖山东师范大学

学位级别：硕士

基于PMU梯度动态偏差的新型电力系统快速稳定性

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上海交通大学学报 2024年第1期58卷 40-49页

作者：于淼胡敬轩张寿志魏静静孙建群吴屹潇北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044 北京市建筑安全检测工程技术研究中心北京100044 清华大学电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室北京100084

在能源转型和科技进步双重推动下,高比例可再生能源和高比例电力电子设备正成为电力系统发展重要趋势和关键特征.新型电力系统动态行为随之发生重大变化,传统小干扰稳定性分析方法满足使用需要,在应对运行工况快速变化场合时尚存在亟需... 详细信息

在能源转型和科技进步双重推动下,高比例可再生能源和高比例电力电子设备正成为电力系统发展重要趋势和关键特征.新型电力系统动态行为随之发生重大变化,传统小干扰稳定性分析方法满足使用需要,在应对运行工况快速变化场合时尚存在亟需解决问题.提出基于同步相量测量装置(PMU)数据梯度动态偏差李雅普诺夫直接分析法对新型电力系统小干扰稳定性进行分析,利用PMU数据矩阵降维得到低维矩阵,代入含双馈异步风力发电机组的电力系统矩阵模型,求解李雅普诺夫方程式得到对角矩阵,通过判定矩阵正定性对系统稳定性作出判断.利用求解后得到的对角矩阵计算相应状态变量动态偏差值,对相应状态变量曲线使用梯度下降法迭代计算该曲线极值点数值,时间加权计算整个振荡过程时间加权动态偏差量,为阻尼稳定控制器配置位置提供指导.利用含风力发电新英格兰10机39节点系统仿真验证方法可以达到改善系统小干扰稳定性以及对新型电力系统快速稳定性分析的有效性.

关键词：同步相量测量装置数据新型电力系统稳定性分析李雅普诺夫直接法梯度动态偏差