氮掺杂碳包覆磷化钼的合成及电催化析氢性能的研究开题报告
2020-04-26 11:50:52
1. 研究目的与意义(文献综述)
随着经济的高速发展,世界范围内的化石资源正在被快速消耗,发展可再生能源已经成为全球性趋势。能源枯竭和环境保护的双重压力之下,风能、太阳能、潮汐能、氢能等可循环利用的清洁能源的开发和研究就显得至为关键。
氢能具有不受限于空间、时间、原料等优势,且其能量密度高、绿色无污染,燃烧产物水也可作为制氢原料循环利用[1.2]。截至目前,氢气的制备技术众多,例如光解水制氢、生物质制氢、化石燃料制氢和电解水制氢等。其中,电解水制氢因为产物纯度高,接近百分之一百,制备工艺简单,原料取之不尽、用之不竭等优势而被认为是一种极具发展前景、有望解决现在能源危机的一种制氢手段[3.4]。电解水时,在阴极发生水还原制氢反应(her),在阳极发生水氧化反应(oer)。在her反应中每产生一个氢气分子需要转移2个电子,在oer中,每产生一个氧气分子则需要转移4个电子,且在每个电子转移的过程中,都需要一定的活化能,从而降低了能源的转换效率[5-7]。目前,铂基贵金属被公认为在酸性条件下催化her的典型催化剂,其催化效果极佳,但其在地球上的储量极低,且价格昂贵,限制了其进一步的大规模应用。因此,地球储量丰富、廉价、长寿命的析氢催化剂的设计开发对于电解水制氢的发展起着举足轻重的作用[8-10]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1基本内容
2.1.1材料设计
3. 研究计划与安排
01 - 04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。
05 - 08周:按照预定的设计方案方案构筑氮掺杂碳包覆的mop纳米材料。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]chu, steven, and arun majumdar. opportunities and challenges for a sustainable energy future[j]. nature,2012,488(7411): 294-299
[2]zou x, zhang y. noble metal-free hydrogen evolution catalysts for water splitting[j]. chemical society reviews, 2015, 44(15):5148-5180.