镍铁双金属硫化物三维电极的设计、构筑及其电催化水分解性能研究开题报告
2020-04-22 19:16:06
1. 研究目的与意义(文献综述)
工业生产的飞速发展和人民生活水平的日益提高,生产生活对能源的需求也在快速增长。然而,在现今的能源结构中,化石能源仍占领着主要地位。一方面,化石能源作为不可再生资源,在大量的使用下逐渐暴露出资源短缺的危机,另一方面,化石能源燃烧后产生温室气体,不完全燃烧时可能会排出有害气体,如二氧化硫,对环境尤其是大气造成了很大的危害 [1]。为了解决资源短缺和环境污染两个严峻的问题,近年来,各国采取了一系列的针对措施,如开发新能源,以减少化石能源的使用[2]。但至今为止,仍没有一种新型能源可以取代传统能源的地位,只能作为化石能源的补充投入使用,主要原因在于成本过高或技术实现困难[3]。因此,为了突破这些阻碍应用的壁垒,科学家们投入了大量的努力进行研究,各种各样的新型能源和技术也在不断涌现。 氢能是21世纪最有潜力的能源之一,低污染、原料丰富成本低和高热值等特点使它受到广泛的关注[4、6]。此外,随着燃料电池和金属-空气电池的出现,对可穿戴设备和新能源汽车等的发展提供了巨大的可能性[5]。不管是水分解制氢还是燃料电池以及金属-空气电池,都涉及一个重要的反应——析氧反应(oer)。oer是一个涉及四个质子转移的复杂过程,在不同部分的体系中,动力学决定步骤的不同也为其研究增添了重重困难。此外,oer缓慢的动力学过程也是阻碍水分解制氢、燃料电池和金属-空气电池等新能源应用的主要障碍。为了提高oer的效率,使用催化剂降低反应发生的活化能不失为一个有效的方法。电催化剂的研究发展至今,从最早的金属pt,到今天复杂多样的氧化物、硫化物甚至非金属化合物等种类,都展现出了自身出色的优点,但也或多或少伴随着一些不足,阻碍其投入实际的生产中[7-9]。其中,硫化物催化剂以优于氧化物的导电性能和可能成为双功能催化剂的潜力而备受关注。在硫化物催化剂中,双金属基通过协同作用,进一步改善了催化剂的催化活性,以其灵活可控的特点,而吸引了大量的研究[10-12]。 2.1基本内容 1) 查找文献,了解国内外相关析氧反应原理以及双金属基硫化物催化剂的研究现状以及发展趋势; 2) 合成硝酸镍和硝酸铁不同配比的支撑在碳纤维布上的镍铁(镍)基纳米片前驱体; 第1-3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,完成开题报告 第4-8周 按照设计方案,制备镍铁基纳米片前驱体及其硫化物 第9-12周 采用XRD、SEM、TEM、CV、EIS等测试技术对三维电极的显微结构、电化学性能等进行测试 第13-14周 总结实验数据,完成并修改毕业论文 第15周 论文答辩 [1] 闫强, 陈毓川. 我国新能源发展障碍与应对: 全球现状评述[j]. 地球学报, 2010, 31(5):759-767. 2. 研究的基本内容与方案
3. 研究计划与安排
4. 参考文献(12篇以上)