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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

电解水和燃料电池技术是清洁能源领域重要的研究方向，它们的发展受到了广泛关注。其中析氧反应（Oxygen Evolution Reaction，OER）对于电解水阳极是至关重要的，而氧还原反应（Oxygen Reduction Reaction，ORR）在燃料电池中发挥着重要的作用，因而研究和开发对OER和 ORR 反应有高催化活性的催化剂是发展两项技术的关键，最常用的催化剂是基于贵金属的材料，他们能够表现出优异的电催化活性，但贵金属的稀缺性、高成本和不稳定的缺点限制了高效电解水和燃料电池的广泛商业化应用。因此，开发出能够替代贵金属的优良催化剂材料是目前的研究重点。迄今为止，地球上丰富的三维过渡金属化合物（铁、钴和镍）因其环保性和低成本被认为是贵金属的替代。其中，钴基析氧反应催化剂在水氧化反应中有了很大的作用，例如，磷酸钴、钙钛矿氧化物、钼酸钴等。然而，它们的电催化活性仍然明显比贵金属氧化物较低。因此，从晶体学方面发展高效的电催化是非常理想的。

国内外研究现状

从十九世纪六十年代开始，人类就开始了对OER过程的研究，通常使用最多、性能较好的催化剂多为贵金属类（Pt、Ru、Ir 等贵金属及其氧化物）催化剂，其中贵金属作为反应的活性中心，能够实现氧气析出反应中的电子传递过程，因而贵金属类材料成为了最有潜力的OER催化材料。但贵金属高花费、稀缺的性质很大程度上限制了其大规模的使用，非贵金属电催化剂的研究逐步成为热点。近来，大量基于钴的非贵金属电催化剂已经合成并被报道用于OER，比如：纳米结构的Co₃O₄和Co₃O₄、CoP 中空多面体、NiCo₂O₄ 纳米片、尖晶石 。XMoO₄ (X = Fe, Co, Ni) 等等。其中 XMoO₄ 除了具备基于钴的催化剂在温和条件下低的OER过电势的优点，还具有方便合成和在碱性条件下能够稳定存在的优点，总体来说就其高效的导电性、相对低的过电势和碱性条件下的抗腐性，XMoO4是一种有潜力的OER电催化剂。然而，XMoO₄ 纳米结构在生长过程中很容易聚集，因此很少有报道能够简便的合成高度分散的XMoO4并且具有很好的形貌和OER活性。解决这个问题的一个常用的方法是设计和合成最优的电极结构，包括导电性良好、均匀分散来减小过电位和促进反应的动力学。

2. 研究的基本内容

(1) 以硝酸钴与钼酸钠为原料，合成钼酸钴纳米棒

(2) 以硝酸钴，钼酸钠与尿素为原料合成钼酸钴纳米片

(3) 通过x射线衍射(xrd)、扫描电子显微镜(sem）等手段对钼酸钴进行表征；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2019年3月：

1-15日，查阅收集相关资料并设计实验方案，准备实验材料试剂及所需实验器材等；

16-31日，完成钼酸钴催化剂的合成，以及样品的基本表征，性能测试等工作；

4. 参考文献

（1) d. lyu, l. zhang, h. wei, h. geng, h. gu, synthesis of graphenewrapped porous comoo₄ nanospheres as high-performance anodes forrechargeable lithium-ion batteries. rsc adv. 7 (2017) 51506-51511.

（2）x. liu, y. yang, s. guan, chem. phys.lett. 675 (2017) 11-14.

（3）r. ramkumar, m. minakshi, dalton trans. 44(2015) 6158-6168.