1. 本选题研究的目的及意义
氢能作为一种清洁、高效、可持续的能源载体,在未来能源结构转型中扮演着至关重要的角色。
电解水制氢技术由于其环境友好、产物纯度高等优点,被认为是最具潜力的绿色制氢技术之一。
然而,电解水制氢过程需要克服较高的过电位,这很大程度上限制了其大规模应用。
2. 本选题国内外研究状况综述
电催化析氢反应(HER)是电解水制氢的关键半反应之一,其涉及到复杂的电子转移过程,需要高效的催化剂来降低反应活化能,加速反应速率。
近年来,过渡金属磷化物(TMPs)由于其独特的电子结构和优异的电催化活性,已成为HER电催化剂领域的研究热点。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本研究主要内容将围绕氮掺杂碳包覆磷化钼纳米复合材料的制备、表征及其电催化析氢性能展开深入研究,并探讨其构效关系和电催化析氢机理。
1. 主要内容
1.制备氮掺杂碳包覆磷化钼纳米复合材料。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用如下方法与步骤:
1.材料制备:(1)采用溶剂热法合成MoP前驱体。
(2)将MoP前驱体与氮源、碳源混合均匀。
(3)将混合物进行高温煅烧,得到氮掺杂碳包覆磷化钼纳米复合材料。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.合成方法的创新:本研究将采用一种简单、可控的合成方法,制备形貌、尺寸可控的氮掺杂碳包覆磷化钼纳米复合材料。
2.构效关系的揭示:本研究将系统研究氮掺杂量、碳包覆层结构对材料电催化析氢性能的影响规律,揭示材料的构效关系。
3.机理的探讨:本研究将结合电化学测试结果和相关文献报道,推测氮掺杂碳包覆磷化钼纳米复合材料的电催化析氢机理,为设计合成更高效的电催化析氢催化剂提供理论依据。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1. 孙晓慧, 张兵, 魏永生, 等. 氮掺杂碳材料的制备及其电催化析氢性能研究进展[J]. 化工新型材料, 2021, 49(12): 22-30.
2. 王晓, 邓意达, 谢凯. 碳基非贵金属电催化剂在电催化析氢反应中的研究进展[J]. 无机材料学报, 2021, 36(9): 905-914.
3. 刘畅, 刘锋, 王丹, 等. 过渡金属磷化物基电催化剂在析氢反应中的研究进展[J]. 功能材料, 2020, 51(11): 11082-11094.
