Fe-MOF/石墨烯修饰电极对析氢析氧反应的催化性能研究开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着工业的快速发展,化石燃料等不可再生能源的迅速枯竭和环境的日益恶化已严重威胁到人类的生存,研究和开发可再生的、环境友好的新能源是21世纪最重要的研究课题之一[1]。人们正在寻找能够代替化石燃料的绿色清洁燃料,比如燃料电池等。燃料电池是一种不需要经过卡诺循环的电化学发电装置,能量转化率高,而且在能量转换过程中,几乎不产生污染物,燃料电池也是一种环境友好的能量转换装置。然而,电催化剂的成本和寿命是制约燃料电池商业化的主要障碍。目前,最有效的催化剂仍然由贵金属组成,如pt、ru等,价格昂贵严重阻碍了大规模应用,而且,这些电催化剂的抗毒性和活性较差。如甲醇和氧气都存在的情况下,pt电极在阴极容易发生“跨界反应”,导致pt电极对氧失去有还原能力。因此,开发由含量丰富元素组成、成本低和效率高的催化剂是目前燃料电池研究的一个重要方向[2]

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2. 研究的基本内容与方案

基本内容

(1) 制备氧化石墨烯、fe-mof及其复合材料

(2) 采用循环伏安法、交流阻抗、线性伏安扫描等电化学方法研究mof/石墨烯修饰电极对析氢和析氧反应的电催化性能

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3. 研究计划与安排

第1——3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需药品、仪器。确定方案,完成开题报告。

第4——7周:完成材料的制备实验并进行表征;

第8——11周:完成电催化实验;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] j.-m.yan, z.-l. wang, l. gu, et al, aupd-mnox/mof-graphene: an efficient catalystfor hydrogen production from formic acid at room temperature [j]. advanced energy materials, 2015. 5, 1-6.

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