【摘 要】
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随着人类社会的快速发展,能源的需求越来越高。然而,传统化石燃料正逐渐枯竭,并且化石燃料的大量使用也造成一系列的环境污染问题,威胁到生态平衡和人类可持续发展。因此,寻找清洁可再生的新能源已成为解决当前能源危机的重要举措。氢气由于其高能量密度、清洁和可再生的特点,是绿色能源最理想的选择。使用太阳能电解水是生产氢气是一种理想的方案。为了提高电解水的效率,需要足够高效、稳定和廉价的催化剂。电解水反应由阴极
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随着人类社会的快速发展,能源的需求越来越高。然而,传统化石燃料正逐渐枯竭,并且化石燃料的大量使用也造成一系列的环境污染问题,威胁到生态平衡和人类可持续发展。因此,寻找清洁可再生的新能源已成为解决当前能源危机的重要举措。氢气由于其高能量密度、清洁和可再生的特点,是绿色能源最理想的选择。使用太阳能电解水是生产氢气是一种理想的方案。为了提高电解水的效率,需要足够高效、稳定和廉价的催化剂。电解水反应由阴极的析氢反应（Hydrogen evolution reaction,HER）和阳极的析氧反应（Oxygen evolution reaction,OER）组成。然而,OER是一个四电子耦合过程,导致反应活化能较高,反应需要较高的过电位,使得电解水效率受限。因此OER的缓慢的反应动力学成为电解水的瓶颈。设计高性能的电催化剂是解决上述问题的关键。本论文通过电化学沉积和原位阳极氧化法合成了碳纤维布（carbon fiber cloth,CFC）上生长的Fe掺杂NiO耦合Ni团簇空心纳米管阵列（Fe-doped-NiO coupled Ni clusters hollow nanotube arrays grown on CFC,Fe-NiO-NiCHNAs/CFC）,与相同方法制备的碳纤维布上生长的NiO耦合Ni团簇空心纳米管阵列（NiO-Ni clusters hollow nanotubes arrays,NiO-NiCHNAs/CFC）相比,Fe-NiO-NiCHNAs/CFC在Fe掺杂后拥有更多的结构缺陷,通过Fe掺杂有效优化而NiO的电子结构,使得结构具有优异的OER催化活性和稳定性;此外,我们合成了的Fe3+和磷酸根（Pi）共掺杂的CoOOH纳米片阵列(Fe3+and Pi doped CoOOH nanosheet arrays grown on CFC,Fe-CoOOH-PiNAs/CFC)的结构,Fe-CoOOH-PiNAs/CFC具有优异的OER催化活性和稳定性。上述电化学合成方法简单,合成的纳米材料结构新颖,为新型过渡金属催化剂的设计提供了新的思路。首先,运用原位氧化法合成了低结晶度的Fe-NiO-NiCHNAs/CFC,相对于NiO-NiCHNAs/CFC而言,Fe-NiO-NiCHNAs/CFC具有更多的结构缺陷和氧空位,并运用了电子顺磁共振、X射线光电子能谱和X射线吸收精细结构等表征手段证实了这一结论。Fe掺杂NiO耦合金属Ni簇的化学结构使得NiO中的d带中心能量下降,电子结构得到有效优化,这赋予了Fe-NiO-NiCHNAs/CFC拥有优异的OER催化活性和稳定性。第二,在常温下通过原位阳极氧化的方法对Co P纳米片阵列进行氧化,合成生长在碳纤维布上的Fe3+和磷酸根（Pi）共掺杂的CoOOH纳米片阵列（Fe-CoOOH-PiNAs/CFC）结构,与生长在碳纤维布上的Co P纳米片阵列（Co P NAs/CFC）相比,由于Fe和Pi的掺杂使得Fe-CoOOH-PiNAs/CFC具有更多的活性位点,令Fe-CoOOH-PiNAs/CFC的OER活性和稳定性得到进一步的提升,进一步说明Fe和Pi掺杂对提高OER活性至关重要。
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传统化石能源的过度消耗导致了二氧化碳总排放量的迅速增加,引起了各种全球性问题:温室效应、海平面上升、极端天气等,因此,将二氧化碳转化为高附加值产物缓解能源和环境压力非常重要。在光化学、电化学、热化学和生化等方法中,电催化二氧化碳还原（CO2RR）是一种将CO2转化为有利用价值的化学物质和燃料,具有广阔前景的新型催化技术,此反应利用可再生电能作为能量来源,常温常压条件下就可以发生反应,可实现新型碳氢
为了降低癌症的死亡率,人们进行了多项治疗癌症的研究。自从1969年,实验室中发现顺铂可以作为抗肿瘤药物以来,铂类抗肿瘤药物研究就从未停止。人们对铂类抗肿瘤药物研究已取得了很大的成功。目前,铂类配合物是医学临床上常用的抗肿瘤药物,但由于其自身的缺点,如:严重的毒副作用和耐药性等,限制了这类化合物在临床上的进一步发展。近年来,非铂类化合物,如具有d6电子结构的磷光过渡金属铱（Ⅲ）配合物,由于其丰富的光
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