1. 毕业设计(论文)主要内容:
电催化是当前纳米材料领域和催化领域的研究热点,与能源和环境息息相关。铂基金属催化剂在氧还原反应及电解水析氢反应中都表现出优于其他催化剂的特性,但其储量有限和成本昂贵的缺点严重制约了其在实际商业化中的应用。探寻低成本、高活性和稳定性的电催化剂成为具有挑战性的工作。目前,MoNi催化剂材料被认为具有替代Pt基贵金属成为优异电解水性能的潜在催化剂,并且得到广大学者的关注。
分级结构MoNi合金材料,由于具有众多的分枝结构,可以暴露出更多表面,提高原子利用效率;其开放的枝状结构有利于快速传质;同时其整体分形结构能有效地分散这些催化剂,避免产生团聚。基于前期相应工作与探索,本课题主要以具有分级结构的MoNi合金材料作为研究对象。此外,在MoNi合金材料表面引入非金属元素N,不仅可以形成表面缺陷,同时杂原子的引入可以起到调节合金表面原子电荷分布的作用,促进电解水反应。因此,本课题将主要集中在N掺杂分级结构MoNi合金催化剂的设计与制备,性能与结构等关系的研究。2. 毕业设计(论文)主要任务及要求
1、查阅不少于15篇MoNi合金材料电催化相关文献,其中近5年英文文献不少于3篇,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响,完成开题报告;
2、探索、设计并制备分级MoNi合金及非金属元素N掺杂分级结构MoNi合金材料。
3、通过SEM、XRD、XPS、TEM等仪器对材料形貌结构进行表征,采用电化学工作站进行性能测试。
3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排
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,并完成开题报告。
第4-7周:按照设计方案进行准备实验,探索非金属N元素掺杂分级结构MoNi合金材料的合成及形貌控制条件。
第8-11周:通过XRD、SEM、XPS、TEM及电化学工作站等仪器对材料进行形貌结构与性能的表征。
4. 主要参考文献
[1] KuangP, Tong T, Fan K, et al. In Situ Fabrication of Ni–Mo Bimetal Sulfide Hybrid asan Efficient Electrocatalyst for Hydrogen Evolution over a Wide pH Range[J].ACS Catalysis. 2017, 7(9): 6179-6187.
[2] ItoY, Ohto T, Hojo D, et al. Cooperation between holey graphene and NiMo alloy forhydrogen evolution in an acidic electrolyte[J]. ACS Catalysis. 2018, 8(4):3579-3586.
[3] ZhangY, Ouyang B, Xu J, et al. 3D Porous Hierarchical Nickel-Molybdenum NitridesSynthesized by RF Plasma as Highly Active and StableHydrogen-Evolution-Reaction Electrocatalysts[J]. Advanced Energy Materials.2016, 6(11): 1600221.
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