非金属元素掺杂分级枝状铂基合金的制备及电催化性能研究任务书

 2020-02-11 12:02

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。铂基金属催化剂在燃料电池电极催化及电解水析氢反应中都表现出优于其他催化剂的特性,但其面临储量有限的问题,如何提高铂基催化剂的活性和稳定性,从而降低铂的使用量成为铂基催化剂面临的主要挑战,目前基于铂基金属纳晶形貌调控来解决这一问题的工作,已经得到广泛且系统的研究。

分级枝状铂基合金材料,由于具有精细的分枝结构,可以暴露出更多表面,提高原子催化利用效率,其枝状结构有利于形成更多结构缺陷,同时其整体结构能有效分散这些纳米分枝,避免团聚产生。基于前期相应工作与探索,本课题主要以具有分级枝状结构的铂基合金材料作为研究对象。此外,在铂基合金材料表面引入非金属元素如N、P、S等,不仅可以形成表面结构缺陷,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,对电催化性能的调节起到一定促进作用。因此,本课题将主要集中在非金属元素掺杂的分级枝状铂基合金催化剂的设计与制备,性能与结构、组分关系的研究上。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1、查阅不少于15篇pt基合金材料电催化相关文献,英文文献不少于5篇,完成开题报告。

2、探索、设计并制备分级枝状铂基合金及非金属元素掺杂分级枝状铂基合金材料。

3、通过sem、xrd、xps、tem等进行材料形貌结构表征,采用电化学工作站进行性能测试。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1-4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5-8周:按照设计方案进行准备实验,探索非金属元素掺杂分级枝状铂基合金材料的合成及形貌控制条件。

第9-12周:采用xrd、sem、xps、tem及电化学工作站等进行形貌结构与性能的表征。

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4. 主要参考文献

[1] liu z, qij, liu m, et al. aqueous synthesis of ultrathin platinum/non‐noble metal alloynanowires for enhanced hydrogen evolution activity [j]. angewandte chemie,2018, 130(36): 11852-11856.

[2] zhang j, lik, zhang b. synthesis of dendritic pt–ni–p alloy nanoparticles with enhancedelectrocatalytic properties [j]. chemical communications, 2015, 51(60):12012-12015.

[3] zhao q,wang q, su y, et al. synergy of facet control and surface metalloidmodification on hierarchical pt–ni nanoroses toward high electrocatalyticactivity [j]. crystengcomm, 2017, 19(34): 4964-4971.

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