氮化物分级多孔纳米线的构筑及其在电催化水分解中的应用研究任务书
2020-04-09 15:29:15
1. 毕业设计(论文)主要内容:
现今,人类对化石能源的需求急剧增加,这在导致传统能源材料日渐枯竭的同时也使得人们对能源危机、能源安全以及使用化石能源所导致的环境污染问题的担忧日益增长。如果能够高效、环保、低成本地生产氢气——这种安全、清洁、可持续的替代能源——将可解决不断增长的全球能源需求。
电解水制氢是清洁可再生能源发展的重要途径之一。水的电解包括析氢(hydrogen evolution reaction, her)和析氧(oxygen evolution reaction, oer)两个反应。her和oer两个反应的进行均需消耗极大的能量。相比析氢反应,析氧反应涉及多步质子耦合和电子转移过程,反应过程在动力学上更为缓慢,因此尤其需要高效的电催化剂促进反应进行、降低能量消耗。面向析氧反应的高效、廉价、长寿命电催化剂的开发对于电解水制氢的发展起着举足轻重的作用。至今为止,发现的最有效的水氧化反应催化剂仍旧是稀有金属元素氧化物,如:二氧化铱(iro2)和二氧化钌(ruo2)。然而这些贵重金属的高成本与稀缺严重限制了它们作为高效水解催化剂的广泛使用。
本课题拟原位构筑氮化物分级多孔纳米线,研究其在电催化水分解(析氧/析氢反应)中的性能和机理特性。
2. 毕业设计(论文)主要任务及要求
1.查阅不少于15篇的参考文献(其中近5年英文文献不少于3篇),完成开题报告;
2.掌握氮化物分级多孔纳米线的结构构筑和调控方法;
3.掌握氮化物分级多孔纳米线的结构表征和性能测试方法;
3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排
第1-4周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第5-8周:按照设计方案,制备氮化物分级多孔纳米线。
第9-12周:采用xrd、sem、tem、xps、bet、cv、eis等测试技术对材料的物相、显微结构、元素状态、比表面积、电催化性能等进行测试。
4. 主要参考文献
[1] chen w, wang h, li y, et al. in situelectrochemical oxidation tuning of transition metal disulfides to oxides forenhanced water oxidation [j], acs cent sci 2015, 1 (5): 244-251.
[2] feng jx, xu h, dong yt, et al.feooh/co/feooh hybrid nanotube arrays as high-performance electrocatalysts forthe oxygen evolution reaction [j], angew. chem. int. ed. 2016, 55 (11):3694-3698.
[3] thenuwara ac, cerkez eb, shumlas sl, et al.nickel confined in the interlayer region of birnessite: an activeelectrocatalyst for water oxidation [j], angew. chem. int. ed. 2016, 55 (35):10381-10385.