1. 毕业设计（论文）主要内容：

寻找可持续的可再生能源已成为当今最重要的挑战之一，而电化学存储和转换装置为可持续发展的一个重要组成部分。电催化剂作为许多高性能能源装置的一部分，在这些电化学反应中起着至关重要的作用，其进一步发展及其电化学性能的提升仍然是一个挑战。金属基纳米材料是非均相催化剂的主要类别，其研究推动了纳米科学和工业应用的发展。减小金属纳米粒子的尺寸会获得更大的表面积和量子尺寸效应，从而有效地提高其催化性能，因此期望将金属纳米簇的尺寸减小到被支撑的单原子的尺寸实现在原子水平上调整结构来提高原子利用效率和电催化性能。论文拟采用凝胶-溶胶法制备出钴掺杂氧化锌固溶体纳米颗粒，通过化学气相沉积的方法得到金属有机结构框架包覆固溶体的结构，再通过控制其在惰性气体环境下烧结情况，获得石墨基负载单原子钴结构的电催化剂并测试其电催化性能，探索其结构与性能的相关性。该结构中钴单原子通过与氮配位均匀分布在石墨载体上，同时该结构能够提供大的比表面积，高的反应活性位点及优异的离子、电子传输，这将对电催化非常有益。

2. 毕业设计（论文）主要任务及要求

1）查阅不少于15篇的相关资料，其中近五年英文文献不少于3篇，完成开题报告。

2）利用凝胶-溶胶法，制备钴掺杂氧化锌固溶体纳米颗粒；结合化学气相沉积技术及烧结技术，获得石墨基负载单原子结构的电催化剂；

3）对所获得的材料进行详细的结构表征；测试材料的电催化性能，同时讨论其结构与性能的相关性。

3. 毕业设计（论文）完成任务的计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需的项目背景，材料合成机理、材料表征手段。确定方案，完成开题报告。

第4－8周：按照预定的方案进行不同类型石墨基负载单原子结构的电催化剂的可控制备，并且对其进行xrd和sem等物相和形貌的表征。

4. 主要参考文献

[1] c. zhu, s. fu, q. shi, et al. single-atom electrocatalysts[j]. angew chem int ed engl. 2017, 56(45):13944-13960.

[2] s. ji, y. chen, q. fu, et al. confined pyrolysis within metal#8722;organic frameworks to form uniform ru3 clusters for efficient oxidation of alcohols [j]. j. am. chem. soc. 2017, 139 (29):9795–9798.

[3] m. zhang, y. g. wang, w. chen, et al. metal (hydr)oxides@polymer core#8722;shell strategy to metal single-atom materials [j]. j. am. chem. soc. 2017, 139(32):10976–10979.