1. 本选题研究的目的及意义
电化学析氧反应(OER)是众多能源转换技术中至关重要的一环,例如电解水制氢、金属-空气电池和燃料电池等。
然而,OER过程涉及四电子转移,动力学缓慢,需要较高的过电位才能驱动反应进行,这极大地限制了能源转换效率。
因此,开发高效、稳定、低成本的OER催化剂成为了该领域的研究热点。
2. 本选题国内外研究状况综述
近年来,普鲁士蓝类似物(PBAs)作为一种极具潜力的电催化材料,在电催化析氧反应(OER)领域受到了广泛关注。
1. 国内研究现状
国内学者在PBAs的OER催化领域取得了一系列重要进展。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
本选题研究的主要内容包括以下几个方面:1.铁、镍基普鲁士蓝类似物的制备:采用共沉淀法、水热法等方法合成铁、镍基普鲁士蓝类似物。
通过控制反应条件,如反应温度、反应时间、pH值、反应物浓度等,调控材料的形貌和组成。
2.材料的表征:利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等技术对制备的材料进行物相和形貌表征。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用实验研究与理论分析相结合的方法,具体步骤如下:1.查阅文献,了解国内外关于普鲁士蓝类似物及其在OER催化应用方面的研究进展,确定研究方向和目标。
2.设计实验方案,选择合适的制备方法、表征手段和电化学测试方法,并进行实验准备工作。
3.采用共沉淀法、水热法等方法合成铁、镍基普鲁士蓝类似物。
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.系统研究铁、镍基普鲁士蓝类似物的形貌、组成与OER催化性能之间的关系,揭示其构效关系。
2.结合实验结果和理论计算,深入探讨铁、镍基普鲁士蓝类似物的OER催化机理,为设计高性能OER催化剂提供理论指导。
3.探索简单、高效、低成本的铁、镍基普鲁士蓝类似物制备方法,为其规模化应用奠定基础。
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] 刘畅,吴江,周亮,等. CoFe普鲁士蓝类似物纳米材料的制备及其电催化析氧性能[J]. 无机材料学报, 2022, 37(1): 101-108.
[2] 朱海燕. 基于过渡金属磷化物的ORR和OER双功能电催化剂的研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2021.
[3] 孙亚楠. 基于普鲁士蓝类似物的电催化析氧反应催化剂的研究[D]. 上海: 华东理工大学, 2020.
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