1. 研究目的与意义（文献综述）

现今，人类对化石能源的需求急剧增加，这在导致传统能源材料日渐枯竭的同时，也使得人们对能源危机、能源安全以及使用化石能源导致的环境污染问题的担忧日益增长。氢能具有来源广泛、能量密度高、燃烧产物无污染和绿色可持续的优点，是非常具有应用前景的能源之一。碱性溶液中的电解水制氢可以避免酸雾的产生，进而得到高纯度（gt;99.7%）的氢气，因此吸引了极大的关注。水分解可分为两个半反应：析氢反应（hydrogen evolution reaction, her）和析氧反应（oxygen evolution reaction, oer），这两个半反应对于全水解的效率都至关重要。her反应涉及两个电子转移过程，反应过程相对容易进行。而oer反应涉及多步质子耦合和电子转移过程，其反应动力学缓慢，是影响水电解效率的主要原因。因此，为了提高电解水制氢的能量转化效率，研制oer电催化剂成为水电解制氢技术的关键。

迄今为止，研究发现的最有效的电解水反应催化剂仍旧是稀有金属元素氧化物，如：二氧化铱（iro₂）和二氧化钌（ruo₂）。这些高效催化剂可以使反应具有较快的反应速率和较低的过电势，然而它们高昂的价格和稀有性限制了其广泛应用。在过去的十余年间，非贵金属基硫化物、硒化物、磷化物和硼化物等oer电催化剂被大量地研究及报道，并取得了长足发展。

对于oer，co基（co-based）过渡金属氧化物具有比表面积大的层状结构（暴露较多的活性位点）、较好的导电性、价格低廉且容易制备的优点，可作为理想的oer催化剂。但是这些氧化物的稳定性较差，且活性与贵金属相比仍有较大的差距，所以需要对材料进行适当的改善以提高催化剂的活性和稳定性。研究表明，双金属基催化剂由于具有更多的活性位点，催化活性往往高于单金属基催化剂。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：通过优化的水热溶剂热法构筑cu/co双金属纳米线前驱体及cu/co硒化物纳米管阵列；

材料表征：对制得的cu/co双金属基纳米结构电催化剂材料进行结构表征，通过xrd、sem、tem、xps和raman等表征手段对材料进行物相、形貌、元素状态、价键振动等表征。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究方法、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：按照设计方案，利用优化的水热溶剂热工艺，控制适当的反应温度、反应时间、反应浓度，制备cu/co硒化物纳米管阵列材料。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] andreiadis es, jacques p a, tran p d, et al. molecular engineering of a cobalt-basedelectrocatalytic nanomaterial for h₂ evolution under fully aqueousconditions [j]. nature chemistry, 2013, 5(1): 48-53.

[2] zhang b, zheng x, voznyy o,et al. homogeneously dispersed multimetal oxygen-evolving catalysts [j].science, 2016, 352(3): 333-337.

[3] kanan m w, nocera d g. insitu formation of an oxygen-evolving catalyst in neutral water containingphosphate and co² [j]. science, 2008, 321(5892): 1072-1075.